切換的直流電機控制原理是什么？

來源：深圳市鑫海文科技有限公司|發布時間：2019-08-02 20:14

我們都知道小型直流電機可通過開關，繼電器，晶體管或電路“開”或“關”切換，最簡單的電機控制形式為“線性”控制。那么直流電機是怎么樣工作的，他們的控制原理是什么？今天就跟大家一起介紹一下直流電機的切換的時候的控制原理。
這種類型的電路使用雙極晶體管作為開關來控制單個電源的電動機。直流電機是如何工作的？通過改變流入晶體管的基極電流量，可以控制電動機的速度，例如，如果晶體管“半路”接通，則只有一半的電源電壓流向電動機。如果晶體管“完全導通”（飽和），則所有電源電壓都會進入電機并且旋轉得更快。然后，對于這種線性控制，電源會不斷地輸送到電機。
　　直流電機速度控制
　　　　兩個晶體管連接，以控制電動機的主電樞電流。可選的續流二極管連接在開關晶體管和電機端子兩端，以防止電機旋轉時產生的任何反電動勢。可調電位器直接施加到電路輸入端，分別將電機“完全接通”（飽和）或“完全斷開”（切斷）切換來自微控制器或端口。
上面的簡單開關電路顯示了用于單向（僅一個方向）電動機速度控制的電路。由于直流電機的轉速與其兩端的電壓成正比，我們可以使用晶體管調節該端電壓。
　　除了這種基本的速度控制之外，同樣的電路也可用于控制電動機的轉速。通過以足夠高的頻率反復切換電機電流“ON”和“OFF”，電機的速度可以通過改變其標記空間比率在靜止和全速之間變化。這是通過改變“ON”時間（t ON）與“OFF”時間（t OFF）的比例來實現的，這可以使用稱為脈沖寬度調制的過程來實現。
　　脈沖寬度速度控制
　　控制電動機轉速的另一種方法是改變頻率（以及因此控制電壓的時間周期），同時“ON”和“OFF”占空比時間保持恒定。這種類型的控制稱為脈沖頻率調制。
我們之前說過，直流電機的轉速與其端子上的平均（平均）電壓值成正比，并且該值越大，直到最大允許電機電壓，電機旋轉得越快。換句話說，更多電壓更快。通過改變“ON”時間和“OFF”持續時間之間的比率，稱為“占空比”，“標記/空間比”或“占空比”，平均值電動機電壓因此可以改變其轉速。通過改變脈沖寬度，可以控制電動機電壓并因此控制施加到電動機的功率，并且這種類型的控制被稱為脈沖寬度調制。
　　然后，晶體管可用于控制施加到直流電機的功率量，其操作模式為“線性”（改變電機電壓），“脈沖寬度調制”（改變脈沖寬度）或“脈沖頻率”調制“（改變脈沖的頻率）。
　  利用脈沖頻率調制，通過施加可變頻率的脈沖來控制電動機電壓，例如，以低頻率或以非常少的脈沖施加到電動機的平均電壓低，因此電動機速度慢。在較高頻率或具有許多脈沖時，平均電動機端子電壓增加并且電動機速度也將增加。
 
　　反轉直流電機的方向
　　雖然用單個晶體管控制直流電動機的速度具有許多優點，但它也有一個主要缺點，旋轉方向總是相同的，它是一個“單向”電路。在許多應用中，我們需要在前后兩個方向上操作電機。要控制直流電機的方向，必須反轉施加到電機連接的直流電源的極性，使其軸向相反方向旋轉。
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