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各類電機如何自動調節(jié)功率及電路?

時間:2023-11-29 17:53:22來源:21ic電子網(wǎng)

導語:?伺服電機是一種電動機,與普通的電動機不同之處在于其內部集成了一個反饋系統(tǒng),從而實現(xiàn)更精準的控制。伺服電機廣泛應用于機器人、自動化設備、醫(yī)療器械、航空航天等領域中。

  伺服電機的工作原理是通過內部的反饋系統(tǒng),對電機的運轉狀態(tài)進行監(jiān)測和調整,使得電機能夠在預定的位置和速度上運轉。在伺服電機中,通常會采用編碼器作為反饋傳感器,通過檢測電機轉子的位置和速度信號,以實現(xiàn)對電機的控制和調整。

  伺服電機的主要構造包括:電機本體、編碼器、控制器。電機本體是負責產(chǎn)生動力的部件,可以采用直流電機、交流電機、步進電機等。編碼器是用來檢測電機轉子的位置、速度、角度等信息的傳感器,常見的編碼器有絕對編碼器和增量編碼器兩種??刂破魇怯脕斫邮站幋a器傳來的反饋信號,然后計算控制算法并輸出控制信號,以對電機進行控制和調整。

  伺服電機的控制算法有很多種,其中較為常見的有PID控制算法、模糊控制算法、自適應控制算法等。PID控制算法是指比例-積分-微分控制算法,其基本思想是通過對誤差進行比例、積分、微分處理,從而獲得控制信號。模糊控制算法是一種非線性控制算法,采用模糊數(shù)學來描述系統(tǒng),通過推理和判斷得出處理結果。自適應控制算法是一種自主學習型控制算法,它能夠隨著時間的推移不斷自我調整與優(yōu)化,以提高對電機的控制精度。

  伺服電機在應用過程中,可以實現(xiàn)多種控制模式,包括位置控制模式、速度控制模式、力矩控制模式等。位置控制模式是指通過控制電機輸出的轉角(或位置)信號,控制電機達到目標位置。速度控制模式是指通過控制電機輸出的速度信號,控制電機達到目標速度。力矩控制模式是指通過控制電機輸出的扭矩信號,控制電機達到目標扭矩。

  在伺服電機的應用中,通常會采用閉環(huán)控制的方式進行控制。閉環(huán)控制是指通過利用反饋信號對系統(tǒng)進行控制,從而提高控制精度。與閉環(huán)控制相對的是開環(huán)控制,開環(huán)控制只依據(jù)輸入信號控制輸出,沒有反饋環(huán)節(jié),容易受到外界干擾而導致控制誤差較大。

  綜上所述,伺服電機的工作原理是通過內部的反饋系統(tǒng),對電機的運轉狀態(tài)進行監(jiān)測和調整,從而實現(xiàn)精準的控制。伺服電機應用廣泛,控制算法和控制模式多樣,閉環(huán)控制方式更加穩(wěn)定可靠。隨著自動化技術的發(fā)展,伺服電機技術將會有更多的應用場景和發(fā)展空間。

  一、電機功率調節(jié)的應用場景

  電機功率調節(jié)主要應用于需要根據(jù)工作負荷大小來調節(jié)電機轉速的場景,例如生產(chǎn)線、工業(yè)機械、船舶等等。在一些需要節(jié)能降耗的場所,也可以通過調節(jié)電機功率來優(yōu)化能耗結構。

  二、電機功率調節(jié)的方法

  1. 人工調節(jié)方式

  人工調節(jié)方式即通過人為的操作來調節(jié)電機的功率。調節(jié)方法主要有以下兩種:

  (1)手動旋鈕調節(jié):將手動旋鈕旋到對應的位置,來改變電機的輸出功率和速度。

  (2)人工遙控調節(jié):通過人工遙控器來調節(jié)電機的輸出功率和速度,實現(xiàn)無線遙控。

  2. 自動調節(jié)方式

  自動調節(jié)方式即通過電腦、PLC控制器等自動設備來實現(xiàn)電機的功率調節(jié)。調節(jié)方法主要有以下兩種:

  (1)PID控制:PID控制即比例、積分、微分控制,采用傳感器檢測物料負載變化,調節(jié)轉速來滿足不同工作負荷的需要。

  (2)變頻控制:變頻控制是將傳統(tǒng)的交流電源變?yōu)榭烧{頻的交流電源,可以實現(xiàn)對電機的電壓與頻率進行調節(jié),從而有效控制電機的輸出功率和速度。

  三、電機功率調節(jié)的優(yōu)點

  1. 能夠實現(xiàn)節(jié)能降耗,降低電機的能耗成本。

  2. 可以有效延長電機的使用壽命,減少設備損耗。

  3. 能夠提高電機工作效率,增加工作生產(chǎn)效益。

  總之,電機功率調節(jié)方法的選擇主要依賴于具體應用場景和需求,人工調節(jié)和自動調節(jié)兩種方式都有各自的優(yōu)點和適用范圍。在實際應用過程中,需要結合實際情況進行選擇。發(fā)電機電壓自動調節(jié)器定義:維持同步發(fā)電機電壓在預定值或按照計劃改變端電壓的一種同步發(fā)電機調節(jié)器。當同步電機的端電壓、無功功率等發(fā)生變化時,根據(jù)相應的反饋信號自動控制勵磁機的輸出電流,以達到自動調節(jié)同步電機端電壓或無功功率的目的。

  同步發(fā)電機電壓自動調節(jié)器(AVR)可分: 可控硅自動調壓、TD1型碳阻式自動調壓、相復勵自動調壓等三類。以下分別是這三種同步發(fā)電機電壓自動調節(jié)器工作原理。

  1、可控硅自動調壓

  這種調壓方式是指利用串入或并入激磁回路的可控硅控制激磁電流,從而使發(fā)電機的輸出電壓隨負載的變化而進行自動調節(jié)??煽毓璧目刂品绞接卸喾N:一是利用單結晶體管組成的振蕩電路產(chǎn)生觸發(fā)脈沖,改變電容的充電電壓,從而控制觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時間,改變可控硅的導通角;二是利用三極管的開關特性,改變電容的充電電壓,控制三極管的導通時間而產(chǎn)生觸發(fā)脈沖,同樣也可以控制可控硅的導通角。

  2、TD1型碳阻式自動調壓

  這種調壓方式在6135ZD型柴油發(fā)電機組上有所運用,其工作原理是:當發(fā)電機負載為額定值時,電壓自動調節(jié)器保持穩(wěn)定不動,這時發(fā)電機的激磁電流、電壓和主激磁電流都穩(wěn)定不變。電機的負載增大,導致電壓降低,則電壓自動調節(jié)器開始調節(jié)碳片電阻,使其阻值減小,從而使發(fā)電機的激磁電流增大,促使發(fā)電機的輸出電壓上升;反之,負載減小時,電壓自動調節(jié)器便調節(jié)碳片電阻的阻值增大,從而使激磁電流減小,促使電壓下降。

  3、相復勵自動調壓

  對于起動和運行中負載變化較大的特殊設備,采用相復勵自動調壓方式較好,所以目前在特殊設備供電中,發(fā)電機控制部分較多采用相復勵自動調壓方式。相復勵自動調壓的基本原理是:當發(fā)電機空載時,電樞抽頭繞組的剩磁電壓通過線性電抗器移相90°,經(jīng)三相橋式整流器整流后,輸出的直流電流流向磁場繞組進行勵磁。當剩磁電壓太低時,可用直流電進行充電。當發(fā)電機帶有負載時,其負載電流通過電流互感器的一次繞組產(chǎn)生一個和一次繞組電流成比例關系的二次電流,此電流能隨不同功率因數(shù)的負載變化時所需勵磁電流的大小而相應增減。在適當參數(shù)配合下,供給發(fā)電機所需的勵磁電流,故能自動調整電壓,使電壓在一定的范圍內保持穩(wěn)定。由于它的這種特性,在工程建筑和特殊設備中應用得較多。

標簽: 伺服電機

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