直流電機驅(qū)動器,主要是指控制直流電機的功率器件。它的功能是將直流電(DC)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電功率,即將直流電機的電壓(DC)轉(zhuǎn)換成電流(DC),并使電流按預(yù)定的方向(或速度)運動。為了控制直流電機,需要使直流電機正向轉(zhuǎn)動或反向轉(zhuǎn)動,即需要對其進行控制。
1.功率管:
功率管是一種功率開關(guān)器件,它可以在其截止或?qū)ǖ臓顟B(tài)下工作。功率管的主要作用是將輸入直流電壓變換成相應(yīng)的直流電功率。
功率管根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同,可分為兩類:晶體管和二極管。晶體管有單管和雙管之分,二極管則只有一種。此外,還有 MOSFET、 IGBT等新型功率管。
2.電壓源:
直流電壓源的作用是為直流電機提供電壓。直流電機的電壓是指電源正極與負(fù)載間的電壓,其數(shù)值由電源決定。為了獲得穩(wěn)定、恒定的直流電壓,一般采用穩(wěn)壓器件來為直流母線提供穩(wěn)定的電壓,例如穩(wěn)壓二極管、電阻等。
在直流電機中,一般有兩種供電方式,一種是電池供電,另一種是由電動機直接供電。在不影響系統(tǒng)可靠性的前提下,應(yīng)盡量使用電池供電。因為電池可以重復(fù)使用,因此可以大大減少維護工作量和系統(tǒng)成本。另外,電池供電的負(fù)載波動較大,而電動機可以在不同的負(fù)載下平穩(wěn)運行。
3.開關(guān)電源:
開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),將電路中的直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l交流電能的一種電源。開關(guān)電源有直流和交流兩種形式,其基本原理都是由主功率元件(如變壓器、整流二極管)和控制元件(如 PWM控制器)組成開關(guān)管的開通和關(guān)斷,從而產(chǎn)生輸出電壓。
開關(guān)電源電路通常分為兩種類型:一種是由變壓器與整流二極管組成的隔離式反激式開關(guān)電源,另一種是由變壓器與二極管組成的隔離式半橋式開關(guān)電源。由于開關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高、性能穩(wěn)定和可靠性高等優(yōu)點,所以在工業(yè)電子領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的重要組成部分。
4.驅(qū)動電路:
直流電機驅(qū)動器,主要是指控制直流電機的功率器件,如可控硅、晶閘管、光耦等。它們的作用是將直流電轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電功率,并使電流按預(yù)定方向(或速度)運動。這一功能通常由功率器件的驅(qū)動電路來實現(xiàn)。
5.檢測電路:
檢測電路是一個非常重要的電路,它用來檢測電機的運行狀態(tài),當(dāng)檢測到電機處于反接位置時,應(yīng)及時斷開隔離開關(guān)。本設(shè)計采用了一種比較簡單的檢測電路,當(dāng)檢測到直流電機反接時,使電源開關(guān)斷開。但由于驅(qū)動電路是根據(jù)電機的旋轉(zhuǎn)方向而設(shè)計的,因此在電源開關(guān)斷開時,驅(qū)動電路并不斷開,這樣就可能引起誤動作。另外,當(dāng)直流電機反轉(zhuǎn)時,由于電阻R1阻抗很小,使檢測電阻R2上的電壓升高很多,而此時的信號電壓并不高,因此會使電路誤動作。