直流電機驅動(dòng)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)轉換成相應的直流電功率,即將直流電機的電壓(DC)轉換成電流(DC),并使電流按預定的方向(或速度)運動(dòng)。為了控制直流電機,需要使直流電機正向轉動(dòng)或反向轉動(dòng),即需要對其進(jìn)行控制。
1.功率管:
功率管是一種功率開(kāi)關(guān)器件,它可以在其截止或導通的狀態(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的直流電功率。
功率管根據其結構不同,可分為兩類(lèi):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載間的電壓,其數值由電源決定。為了獲得穩定、恒定的直流電壓,一般采用穩壓器件來(lái)為直流母線(xiàn)提供穩定的電壓,例如穩壓二極管、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(dòng)機直接供電。在不影響系統可靠性的前提下,應盡量使用電池供電。因為電池可以重復使用,因此可以大大減少維護工作量和系統成本。另外,電池供電的負載波動(dòng)較大,而電動(dòng)機可以在不同的負載下平穩運行。
3.開(kāi)關(guān)電源:
開(kāi)關(guān)電源是利用現代電力電子技術(shù),將電路中的直流電能轉變?yōu)楦哳l交流電能的一種電源。開(kāi)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(kāi)關(guān)管的開(kāi)通和關(guān)斷,從而產(chǎn)生輸出電壓。
開(kāi)關(guān)電源電路通常分為兩種類(lèi)型:一種是由變壓器與整流二極管組成的隔離式反激式開(kāi)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(kāi)關(guān)電源。由于開(kāi)關(guān)電源具有體積小、重量輕、效率高、性能穩定和可靠性高等優(yōu)點(diǎn),所以在工業(yè)電子領(lǐng)域中得到廣泛應用,是現代電力電子技術(shù)的重要組成部分。
4.驅動(dòng)電路:
直流電機驅動(dòng)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換成相應的直流電功率,并使電流按預定方向(或速度)運動(dòng)。這一功能通常由功率器件的驅動(dòng)電路來(lái)實(shí)現。
5.檢測電路:
檢測電路是一個(gè)非常重要的電路,它用來(lái)檢測電機的運行狀態(tài),當檢測到電機處于反接位置時(shí),應及時(shí)斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。本設計采用了一種比較簡(jiǎn)單的檢測電路,當檢測到直流電機反接時(shí),使電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。但由于驅動(dòng)電路是根據電機的旋轉方向而設計的,因此在電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),驅動(dòng)電路并不斷開(kāi),這樣就可能引起誤動(dòng)作。另外,當直流電機反轉時(shí),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(shí)的信號電壓并不高,因此會(huì )使電路誤動(dòng)作。