恒矩電機調(diào)速電路分享

本文解釋了直流電機控制器，該控制器具有恒定的扭矩補償功能，使電機能夠以一致的速度運行，而不管其負載如何。

普通速度控制器的缺點

大多數(shù)簡單速度控制器的一個缺點是它們只為電機提供預定的恒定電壓。因此，由于沒有扭矩補償，速度不會保持恒定，并且會隨著電機上的負載而變化。

例如，在模型火車中，使用簡單的控制器，火車的速度隨著爬坡度逐漸降低，并在下坡時加速。

因此，對于模型列車，為保持所選電機速度而進行的電位控制調(diào)整同樣會根據(jù)發(fā)動機可能牽引的負載而偏離。

本文中介紹的恒矩電機速度控制器電路通過跟蹤電機速度并在預定控制設置下保持恒定來擺脫此問題，無論電機上的負載如何。

該電路可應用于大多數(shù)使用直流永磁電機的型號。

計算反電動勢系數(shù)

電機端子兩端的電壓由幾個因素組成，即電機產(chǎn)生的背部e.m.f.和電樞電阻兩端的電壓降。

電機繞組產(chǎn)生的反電動勢通常與電機速度成正比，這意味著可以通過測量反電動勢含量來監(jiān)控電機速度。但是，主要問題是將反e.m.f.與電樞電阻電壓隔離和檢測。

假設一個單獨的電阻器與電機串聯(lián)，那么考慮到一個公共的單個電流通過該電阻器并穿過電樞電阻，兩個串聯(lián)電阻兩端的壓降很可能等同于電樞電阻兩端的壓降。

實際上，可以假設當這兩個電阻值相同時，每個電阻上的兩個電壓幅度也將相似。有了這些數(shù)據(jù)，就可以從電機電壓中扣除R3的壓降，并獲得處理所需的e.m.f值。

加工反電動勢以實現(xiàn)恒定扭矩

所提出的電路持續(xù)監(jiān)控后部e.m.f.并相應地調(diào)節(jié)電機電流，以確保在指定的電位器控制設置下，后背e.m.f.以及電機速度保持在恒定扭矩。

為了使電路描述更容易，認為P2被調(diào)整并保持在其中心位置，并且電阻R3被選擇為等效于電機電樞的電阻值。

計算電機電壓

電機電壓可以通過添加背面e.m.f來計算。Va隨著電壓下降在電機兩端的內(nèi)阻Vr。

考慮到R3降低電壓Vr，輸出電壓Vo將等于Va + 2 V。

IC1反相輸入（-）處的電壓為Va + Vr，同相輸入（+）處的電壓為：

Vi + （Va + 2Vr - Vi） / 2

由于上述兩個電壓幅度應該相等，因此我們將上述等式組織為：

Va + Vr = Vi + （Va + 2Vr - Vi） / 2

簡化此等式得到 Va = Vi。

上式表明，電機的背面e.m.f.始終保持在與控制電壓相同的水平。這允許電機在P1速度調(diào)節(jié)的任何指定設置下以恒定的速度和扭矩工作。

包括P2以補償R3電阻和電樞電阻之間可能存在的差異水平。它通過調(diào)整同相輸入運算放大器上的正反饋幅度來實現(xiàn)這一點。

運算放大器LM3140基本上將電機電樞兩端產(chǎn)生的電壓與電機兩端的反電動勢等效電壓進行比較，并調(diào)節(jié)T1 2N3055的基極電位。

配置為發(fā)射極跟隨器的T1根據(jù)其基本電位調(diào)節(jié)電機的速度。當運算放大器檢測到更高的反電動勢時，它會增加電機兩端的電壓，從而導致電機速度增加，反之亦然。

T1 應安裝在合適的散熱器上才能正常工作。

如何設置電路

恒轉(zhuǎn)矩電機速度控制器電路的設置是通過用變化負載的電機調(diào)整P2來完成的，直到電機達到恒定轉(zhuǎn)矩，而不管負載條件如何。

當電路應用于模型列車時，必須注意不要將P2轉(zhuǎn)向P1太多，這可能導致模型列車減速，相反，P2不得向相反方向轉(zhuǎn)彎太多，這可能會導致列車速度在爬上坡時實際上變快。