淺談智能車的直流調(diào)速系統(tǒng)

直流電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速方程可以表示為：

根據(jù)上式，從數(shù)學(xué)的角度可以得知，直流電機(jī)有三種調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法：

（1）調(diào)節(jié)電樞供電電壓 U。

（2）減弱勵磁磁通 φ。

（3）改變電樞回路電阻 R。

由于智能車比賽中的電機(jī)已經(jīng)指定了，那么方法2，3顯然不可取，剩下的就是方法1了，所以智能車的速度控制都是采取的變壓調(diào)速。

橋式可逆PWM變換器

這個直流調(diào)速系統(tǒng)知識點(diǎn)很多，因?yàn)橹悄苘囍袔缀醵际沁\(yùn)用的PWM加全橋，因此此處僅解析橋式可逆PWM變換器。

可逆PWM變換器主電路有多種形式，最常用的是橋式（亦稱H形）電路如下圖所示：

電動機(jī)M兩端電壓的極性隨開關(guān)器件柵極驅(qū)動電壓極性的變化而改變，其控制方式有雙極式、單極式、受限單極式等多種，這里分析雙極式控制的可逆PWM變換器，需要注意的是智能車中多使用的是單極性控制，大致過程與雙極性相似。

（1）正向運(yùn)行

第1階段，在 0 ≤ t ≤ ton 期間， Ug1 、 Ug4為正， VT1 、 VT4導(dǎo)通， Ug2 、 Ug3為負(fù)，VT2 、 VT3截止，電流id 沿回路1流通，電動機(jī)M兩端電壓UAB = +Us ；

第2階段，在ton ≤ t ≤ T期間， Ug1 、 Ug4為負(fù)， VT1 、 VT4截止， VD2 、 VD3續(xù)流， 并鉗位使VT2 、VT3保持截止，電流 id 沿回路2流通，電動機(jī)M兩端電壓UAB = –Us ；

（2）反向運(yùn)行

第1階段，在 0 ≤ t ≤ ton 期間， Ug2 、 Ug3為負(fù)，VT2 、 VT3截止， VD1 、 VD4 續(xù)流，并鉗位使 VT1 、VT4截止，電流 –id 沿回路4流通，電動機(jī)M兩端電壓UAB = +Us ；

第2階段，在ton ≤ t ≤ T 期間， Ug2 、 Ug3 為正， VT2 、 VT3導(dǎo)通， Ug1 、 Ug4為負(fù)，使VT1 、VT4保持截止，電流 – id 沿回路3流通，電動機(jī)M兩端電壓UAB = – Us ；