5.1直流電動機(jī)控制技術(shù)5.1.1直流電動機(jī)機(jī)械特性參數(shù)1、電樞電動勢電樞電動勢是直流電動機(jī)在正常工作時(shí)，電樞繞組切割氣隙磁場所產(chǎn)生的電動勢。根據(jù)直流電動機(jī)的運(yùn)行原理，可以推導(dǎo)出電樞電動勢為5.1.1直流電動機(jī)機(jī)械特性參數(shù)2、電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)直流電動機(jī)的電樞繞組流過電流時(shí)，載流導(dǎo)體在磁場中受力而產(chǎn)生的總轉(zhuǎn)矩。根據(jù)直流電動機(jī)的運(yùn)行原理，可以推導(dǎo)出電磁轉(zhuǎn)矩為5.1.1直流電動機(jī)機(jī)械特性參數(shù)3、直流電動機(jī)的機(jī)械特性數(shù)學(xué)方程式根據(jù)以上兩個(gè)公式即可得到直流電動機(jī)的機(jī)械特性數(shù)學(xué)方程式5.1.1直流電動機(jī)機(jī)械特性參數(shù)小結(jié)：改變參數(shù)、、即可調(diào)節(jié)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，相應(yīng)的控制方式有串電阻、調(diào)壓和弱磁三種。故直流電動機(jī)的有三種基本調(diào)速方式：（1）改變電樞回路電阻；（2）改變電樞電壓；（3）改變勵(lì)磁磁通。5.1.2直流電動機(jī)控制方式1、電樞回路電阻控制法電樞回路電阻控制方式是在磁極繞組勵(lì)磁電流不變的情況下，通過改變電樞回路的電阻，使電樞電流變化來實(shí)現(xiàn)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。當(dāng)電動機(jī)負(fù)載一定時(shí)，隨著串入的外接電阻的增大，電樞回路總電阻增大，相應(yīng)的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速就會降低。外接電阻的改變可以通過接觸器或主令開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。5.1.2直流電動機(jī)控制方式2、電樞電壓控制法電樞電壓控制是通過改變電樞電壓控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，其適用于電動機(jī)基速以下的調(diào)速控制。直流電動機(jī)的電樞電壓與轉(zhuǎn)速之間近似于線性調(diào)節(jié)。而電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩不變，因此也稱為恒轉(zhuǎn)矩控制。5.1.2直流電動機(jī)控制方式2、電樞電壓控制法當(dāng)電樞電壓降低，在轉(zhuǎn)速、阻力矩還沒來得及改變時(shí)，電樞電流必然下降，電樞產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩下降，致使電樞轉(zhuǎn)速下降。隨著電樞轉(zhuǎn)速的降低，電樞反電動勢減小，電樞電流上升，電磁轉(zhuǎn)矩隨之增大，直到與電動機(jī)的阻力矩相平衡時(shí)，電動機(jī)才會在比調(diào)壓前更低的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。5.1.2直流電動機(jī)控制方式3、勵(lì)磁磁通控制法勵(lì)磁磁通控制是通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，改變磁極磁通來調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，適用于電動機(jī)基速以上的調(diào)速控制。當(dāng)電動機(jī)電樞電流不變時(shí)，該控制方法具有恒功率調(diào)速的特性。勵(lì)磁磁通控制方法效率較高，但其調(diào)速范圍較小（一般不超過1:3），且響應(yīng)速度較慢。5.1.2直流電動機(jī)控制方式3、勵(lì)磁磁通控制法減小磁通，在機(jī)械慣性力的作用下，電樞轉(zhuǎn)速還沒有來得及下降，而反電動勢隨著磁通的減小而下降，電樞電流增大，由于電流電流增加的幅度大于磁極磁通減小的幅度，因而電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩增大，如果這時(shí)電動機(jī)的阻力矩不變，則轉(zhuǎn)速會上升；隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，電樞的反電動勢增大，電樞電流隨之減小，在電磁轉(zhuǎn)矩與阻力矩平衡時(shí)，電動機(jī)就會在比減小磁通前更高的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。5.1.2直流電動機(jī)控制方式直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性5.1.2直流電動機(jī)控制方式直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性在電動機(jī)基速以下，勵(lì)磁磁場保持不變，通過調(diào)節(jié)電樞電壓控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，為調(diào)壓調(diào)速，或稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；在基速以上，通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁磁通控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，為弱磁調(diào)速，或稱為恒功率調(diào)速。5.1.3典型直流電動機(jī)控制系統(tǒng)5.1.3典型直流電動機(jī)控制系統(tǒng)直流電動機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)整車運(yùn)行需求，對直流電動機(jī)實(shí)施轉(zhuǎn)速與電流的雙閉環(huán)控制。其中外環(huán)ASR是自動速度調(diào)節(jié)器，根據(jù)轉(zhuǎn)速指令與傳感器輸出的速度值的情況，產(chǎn)生電機(jī)電樞電流指令，其輸出限福為最大電樞電流值；內(nèi)環(huán)ACR是自動電流調(diào)節(jié)器，控制實(shí)際電樞電流跟隨電流指令值，該調(diào)節(jié)器輸出為電樞回路電壓指令值，其輸出限福為允許的最高電樞電壓值；該電壓指令值通過PWM單位產(chǎn)生開關(guān)信號區(qū)控制四象限可逆DC/DC變換器中半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷。5.1.3典型直流電動機(jī)控制系統(tǒng)控制VT1、VT4的開關(guān)狀態(tài)，可以使C/DC變換器向電動機(jī)電樞繞組提歐共正向電壓，從而控制電動機(jī)處于正轉(zhuǎn)電動工況；