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1、常用直流電機、交流電機的選擇。 常用驅(qū)動方案的分析比較。,電機驅(qū)動系統(tǒng),常用直流電機、交流電機的選擇,表電動機的主要種類及其主要性能特點,電機選擇的主要原則：,盡量優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、維護方便的籠型異步電動機； 一臺繞線式異步電動機的造價大約為同容量籠型異步電動機的兩倍，但它在技術(shù)性能上比籠型電機優(yōu)越，它可以通過轉(zhuǎn)子串電阻來改善啟動性能或調(diào)速，故可用于調(diào)速范圍不大的生產(chǎn)機械上。 同步電動機具有速度恒定、能改善電網(wǎng)功率因數(shù)等優(yōu)點，適用于無調(diào)速要求、負載功率較大的生產(chǎn)機械。 直流電動機雖然有造價高、維護困難的缺點，但具有調(diào)速指標(biāo)優(yōu)越的優(yōu)勢，在功率較大、調(diào)速范圍較寬或要求頻繁啟動、制動的生產(chǎn)

2、機械上經(jīng)常采用直流電機。,電動機形式的選擇：,電動機的形式包括結(jié)構(gòu)形式和防護形式。結(jié)構(gòu)形式按電機安裝位置不同分為臥式和立式。,臥式電機,立式電機,封閉式,防爆式,開啟式,防護式,電機的防護形式如下：,電動機額定電壓的選擇：,交流電動機的額定電壓與供電電網(wǎng)的電壓一致。中小型異步電動機都是低壓的，額定電壓為220V/380V及380V/660V 。當(dāng)電機功率較大且供電電壓為6000V或10000V時，電動機應(yīng)選與之相適應(yīng)的高電壓。 直流電動機的額定電壓也要與電源電壓相配合，一般為110V220V、和440V。其中220V為常用電壓等級。,電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇：,電機長期連續(xù)運轉(zhuǎn)，很少啟動、制動和反

3、轉(zhuǎn)。 主要矛盾：設(shè)備投資、占地面積和維護費等。 電機經(jīng)常啟動、制動和反轉(zhuǎn)。 主要矛盾：過渡過程的能量損耗大和過渡過程持續(xù)時間長對勞動生產(chǎn)率的影響。,常用驅(qū)動方案的分析比較,電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整電動機 采用繼電器對電動機的開與關(guān)進行控制 采用四個大功率晶體管組成H橋電路,電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整電動機：,采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整電動機的分壓，從而達到調(diào)速的目的。但是電阻網(wǎng)絡(luò)只能實現(xiàn)有級調(diào)速，而數(shù)字電阻元件價格昂貴，主要問題是一般電動機的電阻很小，但電流很大；分壓不僅會降低效率，而且實現(xiàn)很困難。,采用繼電器對電動機的開與關(guān)進行控制:,采用繼電器對電動機的開或關(guān)進行控制，通過開關(guān)的切換對小車

4、的速度進行調(diào)整。這個方案的優(yōu)點是電路較為簡單，缺點是繼電器的響應(yīng)速度慢，機械結(jié)構(gòu)易損壞，壽命短，可靠性差。,采用四個大功率晶體管組成H橋電路:,采用由雙極性管組成的H型PWM電路。用單片機控制晶體管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電機轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高；H型電路保證了可以簡單地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制；電子開關(guān)的速度很塊，穩(wěn)定性也很高，是一種廣泛采用的PWM調(diào)速技術(shù)。,圖中所示為一個典型的直流電機控制電路。電路得名于“H橋驅(qū)動電路”是因為它的形狀酷似字母H。4個三極管組成H的4條垂直腿，而電機就是H中的橫杠（注意：圖只是示意圖，而不是完整的電路圖，其中

5、三極管的驅(qū)動電路沒有畫出來）。 如圖所示，H橋式電機驅(qū)動電路包括4個三極管和一個電機。要使電機運轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對角線上的一對三極管。根據(jù)不同三極管對的導(dǎo)通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉(zhuǎn)向。,要使電機運轉(zhuǎn)，必須使對角線上的一對三極管導(dǎo)通。例如，如圖所示，當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機，然后再經(jīng) Q4回到電源負極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)三極管Q1和Q4導(dǎo)通時，電流將從左至右流過電機，從而驅(qū)動電機按特定方向 轉(zhuǎn)動（電機周圍的箭頭指示為順時針方向）。,圖所示為另一對三極管Q2和Q3導(dǎo)通的情況，電流將從右至左流

6、過電機。當(dāng)三極管Q2和Q3導(dǎo)通時，電流將從右至左流過電機，從而驅(qū)動電機沿另一方向轉(zhuǎn)動（電機周圍的箭頭表示為逆時針方向）。,驅(qū)動電機時，保證H橋上兩個同側(cè)的三極管不會同時導(dǎo)通非常重要。如果三極管Q1和Q2同時導(dǎo)通，那么電流就會從正極穿過兩個三極管直接回到負極。此時，電 路中除了三極管外沒有其他任何負載，因此電路上的電流就可能達到最大值（該電流僅受電源性能限制），甚至燒壞三極管。基于上述原因，在實際驅(qū)動電路中通常 要用硬件電路方便地控制三極管的開關(guān)。,采用以上方法，電機的運轉(zhuǎn)就只需要用三個信號控制：兩個方向信號和一個使能信號。如果DIRL信號為0，DIRR信號為1，并且使能信號是1，那么三 極管Q

7、1和Q4導(dǎo)通，電流從左至右流經(jīng)電機；如果DIRL信號變?yōu)?，而DIRR信號變?yōu)?，那么Q2和Q3將導(dǎo)通，電流則反向 流過電機。,實際使用的時候，用分立元件制作H橋是很麻煩的，好在現(xiàn)在市面上有很多封裝好的H橋集成電路，接上電源、電機和控制信號就可以使用了，在額定的電壓和電流內(nèi)使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、 TA7257P、SN754410等。,L298N簡介,SENSEA和SENSEA連接電流檢測電阻；Vss解邏輯控制部分的電源，常用V；Vs為電機驅(qū)動電源；IN1IN4輸入引腳采用標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，用來控制H橋的開與關(guān)；EnA、EnB引腳為使能控制端。,制作人：陳宇航、劉曉飛、崔瀟、劉子娟 制作分工： 資料收集：崔瀟、劉子娟 PPT制作：陳宇航、劉曉飛 參考資料： 張植保.電機原理與應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.,