如何進行電機速度控制,電機速度控制的方法有多少種?

2020-12-03 老趙說製造

01電流頻率

電機的旋轉與電力直接相關,現代控制通過速度控制器影響電機的輸入而控制電機速度,下圖用示波器觀察電機在單相交流頻率正弦波和三相正弦波下的風速和電流的關係,上下起伏的波峰代表風速,電流頻率為360度,美國的電流頻率為每秒60次,稱為60赫茲,在世界其他地方,這種速度是每秒50次(50赫茲),中心的水平線,也就是所謂的「零線」,一個正弦波每秒穿過它120次。

02多速電機

大多數電機製造商提供的電機有一個以上的可用速度,而實際上沒有單獨的控制器來改變這些速度。多速電機使用抽頭繞組或多個交替繞組,速度可通過開關手動改變或通過電路板控制,通常用於多速的電機是PSC和罩極單相電機,PSC電機是最常用的,可以有抽頭或交替繞組,罩極電機用抽頭繞組製造。

製造商提供的速度組合存在限制,實際所需的速度可能並不總是可用到的,這是多速電機在任何情況下都會存在的一個限制;另一個缺點是,使用的開關通常是需要手動改變速度,這些電機與風扇配合良好,風扇用於在給定時間內無變化地交換一定量的空氣,這種類型的風扇電機是相對經濟的,但準確的氣流是很難匹配,因為它的速度不靈活。

03被動裝置速度控制

被動設備速度控制通常是實現最便宜的購買,但往往是最昂貴的使用方式,因為他們浪費電力。它們通過改變輸入電壓來控制電機的電磁特性。這就降低了整個正弦波的振幅,這實際上是改變了頻率正弦波的高度,這是一項古老的技術,由於它的效率等級低,它正被更現代化的方法所取代,這些方法使用的交換機效率更高,價格也更便宜。

與被動裝置速度控制一起使用的最常見的電機是PSC、罩極和三相電機,無論使用哪種電機,在使用特定類型的控制裝置時,負載不得大於電機在啟動時的額定值,否則將會發生故障。這通常是全速運轉扭矩的150-200%,這種控制通常適用於小功率電機,我們通常不必擔心負載或效率。雖然無源器件控制便宜可靠,但通常需要有人手動操作,由於電壓輸出不一致,精確的速度可能很難實現。

04串聯電阻器

變壓器:可以用它代替電阻,一般也可以用同樣的方法工作,它由兩個線圈組成,彼此電絕緣,排列方式是一個線圈中的電流變化將改變另一個線圈中的電壓,電壓的降低或升高是改變電機轉速的原因。與串聯電阻相比,變壓器的優點是在低速啟動時不會將功率浪費為熱量,這也意味著負載可以以低速啟動,這種控制方式的缺點是通常體積大,需要手動操作,而且不如串聯電阻經濟。

變阻器:當這個裝置被激活時,它會改變電機繞組上的電壓,從而產生電機打滑,通常,變阻器由一個電阻元件組成,該電阻元件配有兩個觸點,一個滑動,一個固定。當滑動觸點沿電阻元件向固定觸點移動時,距離和電流離開元件的速度都會改變,當前速度的這種變化可以當電機連接在一條直線上時轉換成變速。這種控制方式的缺點是電機需要高速啟動然後減速,否則觸點會過熱燒壞,另一個缺點是變阻器必須手動操作。

電位器:電位器與變阻器非常相似,只是它有一個電阻元件,通過3個觸點而不是2個觸點連接到電路上,排列方式和電流的變化方式也略有不同。電阻元件的端部連接到電路,第三個觸點連接到電路的輸出端,通常是一個滑動穿過電阻元件的可移動觸點。由此產生的電阻決定了施加到電路上的電壓的大小,當電機連接在線路上時,該電壓也可以轉換為變速,缺點和變阻器一樣。

05固態控制

在過去的幾年裡,固態控制技術和如何使用它來控制電機有了巨大的進步,目前大多數的產品開發是在速度控制器上進行的,涉及固態控制,有些控制裝置甚至被整合到電機本身。固態控制通常是非常可靠的,可以給出準確的速度,並且越來越經濟可行,與分數馬力的電機一起使用。在過去,這些類型的控制通常只用於積分馬力的電機,其中節省的電力證明他們有用,隨著電子元件的進步和成本的降低改變了它們使用方式。

大多數不同類型的固態控制都包含了頻率和/或電流的變化以控制電機速度,它們甚至可以改變頻率,使之高於正常的線路頻率,這意味著我們可以將速度提高到電機額定值之外。通常與固態控制一起使用的電機有罩極、PSC和三相。儘管這些類型的控制器比過去使用的不太複雜的控制器更精確,但在速度和扭矩控制方面,使用它們時仍存在一些缺點或問題。例如,這些速度控制裝置的大多數製造商沒有意識到通過改變諧波頻率可能對電機造成的損害。

需要注意的其他一些缺點是,超過規定值的電流會對電機繞組層壓板造成非常大的危害,來自逆變器的電壓尖峰會對繞組造成很大的損害,諧波比電機部件已經測試過的能對軸承或層壓板造成損害的諧波要高,聲音和振動可以改變,從而產生損失當然還有更大的火災風險。

06機械裝置

機械裝置是控制風機和鼓風機轉速的最古老形式之一,它們可以單獨使用,也可以與其他類型的空間一起使用。在大多數情況下,它們比電子形式的速度控制有很多優點。例如,你不必擔心電子設備故障和專家判斷哪一部分出了故障,使用機械設備,你通常可以看到哪個零件出了故障,如果需要的話,大多數機械人員都可以解決這個問題。

不幸的是,在正常運行期間,轉速通常是不可調的,機構需要大量的維護,如潤滑。

滑輪:這是皮帶傳動中最常見的速度控制形式,甚至有滑輪是完全可調的地方,你可以獲得準確的速度。但是,當改變滑輪直徑時,通常也需要改變皮帶長度。滑輪在大型風扇或鼓風機中有著巨大的優勢,其速度需要比標準電機提供的速度慢或快,或者不能使用直接驅動。只要滑輪上的皮帶張力正確,它們也可以輕鬆地承載大負荷。我們大多數人都熟悉這種類型的產品,知道它是不可調的,而風扇或鼓風機運行,這是一個巨大的浪費,這種布置通常也是最高維護之一。

變速器產品(齒輪減速器、齒輪、離合器等):這種速度控制形式通常不用於風扇和鼓風機,但不應將其排除在考慮範圍之外。大多數都熟悉變速器產品,因為它用於不同於風扇的應用中,當速度減慢時,負載不會改變。這些通常是可靠的,但往往非常昂貴又麻煩,它們通常需要很高的維護,並且經常需要手動調整以使速度改變。

相關焦點

  • 分析|如何進行電機速度控制,電機速度控制的方法有多少種?
    多速電機 大多數電機製造商提供的電機有一個以上的可用速度,而實際上沒有單獨的控制器來改變這些速度。多速電機使用抽頭繞組或多個交替繞組,速度可通過開關手動改變或通過電路板控制,通常用於多速的電機是PSC和罩極單相電機,PSC電機是最常用的,可以有抽頭或交替繞組,罩極電機用抽頭繞組製造。
  • 工業電機速度的控制方法有哪些,如何根據電機類型去控制速度?
    通常,分相,電容器啟動和電容器啟動電容器運行電機在變速控制情況下被排除,因為它們都有一個起動繞組或一個觸點,在斷開起動繞組之前需要達到電動機滿負荷轉速的75%,在控制速度時,通常達不到75%。如果起動開關沒有斷開,觸點或起動繞組會迅速燒壞,電機會過熱並停機。
  • 步進電機是如何實現速度與方向控制的
    步進電機是一種很常見的動力元件,步進電機可以很方便的由控制系統控制其速度與轉動方向。那麼使用PLC如何控制步進的速度與方向呢。其實控制方式很簡單,步進電機都會有一個驅動電路,我們叫做步進電機驅動,驅動有輸入與輸出,輸入用於接收控制信號,如PLC的控制信號,輸出用於接步進電機繞組。當PLC按給出正確的信號,驅動就會按所給信號去驅動電機轉動。如上圖所示驅動的輸入信號有三個,脈衝信號,方向信號與使能信號。
  • 智能車速度控制pid(電機閉環控制算法)
    智能車電機閉環控制算法對於智能車的電機閉環控制算法,我之所以標題沒有寫上「智能車電機PID閉環控制算法」是因為PID 算法根本就不是特別好的適用於智能車這種變化很快的系統,對於智能車,電機的調速可以說是時時刻刻再進行調速控制的,我
  • 直流伺服電機速度控制單元解析,直流伺服電機的調速控制
    直流伺服電機特指直流有刷伺服電機——電機成本高結構複雜,啟動轉矩大,調速範圍寬,控制容易,需要維護,但維護不方便(換碳刷),會產生電磁幹擾,對環境有要求。因此它不可以用於對成本敏感的普通工業和民用場合。
  • 直流伺服電機速度控制原理
    直流伺服電機速度控制原理                  直流伺服電機結構示意圖  1、直流電機的輸出電磁轉矩表達式為:     2、控制直流伺服電機電磁轉矩和速度的方法有兩種:  *改變電樞電壓Ua即改變電樞電流
  • 變頻器對交流感應電機的速度和頻率控制
    據說世界上25%的電力都是由交流電機消耗的。這些電機存在一個很大的問題,即啟動浪湧電流很大。當電動機啟動時,電動機吸收大電流,直到電動機達到同步速度時才有用。這種高電流不僅會產生熱量,還會縮短電氣設備的使用壽命,並且功耗也會增加。因此,需要以某種方式或另一種方式減小該電流。通過使用變頻驅動器可以減小該電流。
  • 直流電機的PWM速度控制程序
    * =======直流電機的PWM速度控制程序======== */ /*晶振採用11.0592M,產生的PWM的頻率約為91Hz */ #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int
  • 伺服電機與控制電機有什麼不同?如何選擇電機?
    實際上,簡單的判斷其優點缺點帶有片面性,數十年前,可以說「步進電機沒有伺服電機的精度高」確實存在,但隨著精密製造及驅動控制技術的進步,步進的技術也在改進,依然保持著重要的行業地位。伺服來自英文servo,指系統跟隨外部指令進行人們所期望的運動,運動要素包括位置、速度和力矩。伺服系統是以變頻技術為基礎發展起來的產品,是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統。
  • 變頻器主從控制電機,主機速度因負載重變慢,從機會如何?
    對於精度不高而且主從電機一樣的場合,往往使用一個變頻器來帶動兩條電機來實現,本質是給兩臺變頻器一樣的頻率的電壓,兩臺電機會基本保持速度一樣,但是因為沒有扭矩反饋,如果有一臺電機瞬間碰上比較大的阻力,會造成這臺電機速度下降,而另外一臺電機繼續保持原來速度,瞬間會失去同步的可能。
  • PLC控制步進電機方法
    2、步進電機速度控制 FP1有一條SPD0指令,該指令配合HSC和Y7脈衝輸出功能可實現速度及位置控制。速度控制梯形圖見圖1,控制方式參數見圖2,脈衝輸出頻率設定曲線見圖3。而下一個頻率即最後一個參數是K0,當執行到這一步時脈衝停止,電機停轉。故當運行此程序時即可使步進電機規定速度、預定轉數驅動控制對象,使之達到預定位置後自動停止。
  • 伺服電機的制動方式與原理,伺服電機的控制方法
    伺服機電就是閉環控制器控制的電機,比普通電機多個編碼器反饋,能夠根據給定和反饋來計算輸出目標值,控制電機的運動速度及位移的機械。通常伺服機電的控制方法有:  伺服電機一般為三個環控制,所謂三環就是3個閉環負反饋PID調節系統。
  • 用可編程模擬器件實現直流伺服電機的速度控制
    儘管交流伺服電機的發展相當迅速,但在這些領域內還難以取代直流伺服電機。  傳統的直流調速系統包含2個反饋環路,即速度環和電流環,採用測速機、電流傳感器(霍爾器件)及模擬電子線路實現速度的閉環控制。現代數字直流伺服控制則採用高速數位訊號處理器(DSP),直接對速度和電流信號進行採樣,通過軟體實現數字比較、數字調節運算(數字濾波)、數字脈寬調製等各種功能,從而實現對速度的精確控制。
  • 伺服電機與步進電機的區別差異,步進電機控制能否用伺服電機控制代替
    1個脈衝對應的角度,從而實現位移,因為,伺服電機本身具備發出脈衝的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發出對應數量的脈衝,這樣,和伺服電機接受的脈衝形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發了多少脈衝給伺服電機,同時又收了多少脈衝回來,這樣,就能夠很精確的控制電機的轉動,從而實現精確的定位,可以達到0.001mm。
  • 怎樣用樹莓派控制直流電機的方向和速度
    我們的下一個任務是使用樹莓派上的python腳本和GPIO頭控制直流電動機,這將在我們的腦海中產生一幅「機器人如何工作」的圖景。您可以根據外面的天氣來控制房間的風扇(因為您知道rpi會使用傳感器)。完成所有這些操作將使您了解機器人技術的基本規則。 我們將控制一個直流電動機,該電動機至少需要400mA的電流才能正常工作,但我們的RPi只能提供接近20mA的電流。這意味著我們必須在外部連接直流電源。這不成問題!我們在市場上有6V和9V的小型電池。
  • 變頻器控制電機正反轉的方法
    變頻器的運轉指令源(正反轉控制)和頻率指令來源(速度控制)是兩個不同的參數設置,如果想要控制正轉和反轉的時候速度不一樣可以有很多方法,這在我們實際應用當中很常見,首先我們先說下它們都有哪些控制方式。
  • 有刷直流電機的工作原理及控制電路
    在旋轉過種中,轉子會按照不同的順序持續激勵繞組,因此轉子產生的磁極絕不會與定子產生的磁極重疊,這個過種叫做換向。3. 電刷與換向器微型有刷直流電機與無刷微型電機不同,不需要控制器來切換繞組的電流方向,遙是直接通過換向器進行換向。
  • 如何實現伺服電機上位控制?
    打開APP 如何實現伺服電機上位控制?但是,伺服驅動器,伺服電機是不可分割的一套系統,聯繫它們的是編碼器線纜和我動力線纜。通常,伺服驅動器接受控制器的控制指令,然後通過動力線纜驅動伺服電機,而伺服電機的實時位置,通過編碼器線纜反饋至伺服驅動器,形成閉環控制。很顯然,這種模式下,伺服驅動器僅僅上充當了放大器的角色,這是絕大部分伺服的工作模式,比如安川,富士,松下,三菱,臺達等等。
  • 伺服電機如何選擇脈衝、模擬量、通訊三種控制方式?
    伺服電機控制方式有脈衝、模擬量和通訊這三種,在不同的應用場景下,我們該如何選擇伺服電機的控制方式呢? 一、伺服電機脈衝控制方式 在一些小型單機設備,選用脈衝控制實現電機的定位,應該是最常見的應用方式,這種控制方式簡單,易於理解。
  • 控制電機的慣量匹配問題
    第一種類型是普通電機或者叫動力電機,他的主要特點是通電就轉斷電就停,而且疼的時候不能馬上停,啟動的時候也不能馬上就啟動到額定轉速,啟動的時候,它先緩緩啟動,然後慢慢加快速度,最後達到額定轉速,停止的時候你斷電,點擊還會受慣性的作用,繼續再轉一轉,並不能馬上停止。