直流電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的可控直流電源

直流電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的可控直流電源直流電動機(jī)的調(diào)壓調(diào)速肯定要用到輸出電壓可以掌握的直流電源。常用的可控直流電源又因其供電電源種類的不同而分為以下幾種狀況：

1、旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組可控變流裝置

早期使用的可控變流裝置是旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組，由它供電的直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)如圖1所示。

圖1旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組

圖中，溝通電動機(jī)（圖1中的藍(lán)色圈顯現(xiàn)）為原動機(jī)，工作時轉(zhuǎn)速基本恒定。由它拖動的直流發(fā)電機(jī)G（圖-1中的綠色圈顯現(xiàn)秒）給需要調(diào)速的直流電動機(jī)M（圖1中的紅色圈顯現(xiàn)）的電樞供電。GE（圖1中的紫色圈顯現(xiàn)）為一臺小型直流發(fā)電機(jī)，可以如圖那樣與溝通電動機(jī)、直流發(fā)電機(jī)G同軸相連，也可另設(shè)一臺小型溝通電動機(jī)對其拖動。它在系統(tǒng)中的作用是供應(yīng)一小容量的直流電源，供直流發(fā)電機(jī)G（圖1中的綠色圈顯現(xiàn)）和直流電動機(jī)M（圖1中的紅色圈顯現(xiàn)）的定子勵磁用，所以又稱GE為勵磁發(fā)電機(jī)。

對于直流發(fā)電機(jī)而言，其定子需要直流勵磁，外力轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生動生電動勢。對于直流電動機(jī)而言，其定子需要直流勵磁，轉(zhuǎn)子上再外接工作直流電源，從而在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。

旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組供電的直流調(diào)速系統(tǒng)可簡稱為G-M系統(tǒng)。轉(zhuǎn)變G的勵磁電流的大小，也就轉(zhuǎn)變了G的輸出電壓U，進(jìn)而轉(zhuǎn)變了直流電動機(jī)的M的轉(zhuǎn)速。

對系統(tǒng)的調(diào)速性能要求不高時，圖中的放大裝置可以不用，直接由勵磁電源GE供應(yīng)，要求較高的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)一般都應(yīng)有放大裝置。假如轉(zhuǎn)變的方向，則U的極性和直流電動機(jī)M的旋轉(zhuǎn)方向都將發(fā)生轉(zhuǎn)變。所以，G-M系統(tǒng)的可逆運(yùn)行是很簡單實現(xiàn)的。

上述轉(zhuǎn)變的方向可以如何實現(xiàn)？

G-M系統(tǒng)在20世紀(jì)60年月曾經(jīng)廣泛使用，但因其設(shè)備多、體積大、效率低、運(yùn)行噪聲大等缺點(diǎn)，后被更經(jīng)濟(jì)牢靠的晶閘管整流可控變流裝置取代了。

2、晶閘管整流可控變流裝置

圖2晶閘管整流裝置

晶閘管整流裝置供電的直流調(diào)速系統(tǒng)如圖。GT（圖2中的綠色圈顯現(xiàn)）為晶閘管的觸發(fā)裝置，V（圖2中的橙色圈顯現(xiàn)）為晶閘管整流器，合起來為一可控直流電源?？煽刂绷麟娫唇o直流電動機(jī)M（圖2中的紫色圈顯現(xiàn)）電樞供電組成直流調(diào)速系統(tǒng)。這類直流調(diào)速系統(tǒng)簡稱V-M系統(tǒng)。

轉(zhuǎn)變GT的輸入信號（圖2中的紅色圈顯現(xiàn)）大小，就可轉(zhuǎn)變其輸出脈沖（圖2中的藍(lán)色線條顯現(xiàn)）的相位，不同相位的脈沖輸入整流器V，可以使整流器的輸出電壓的大小發(fā)生變化，進(jìn)而轉(zhuǎn)變電動機(jī)M的轉(zhuǎn)速。

晶閘管可控直流電源的功率放大倍數(shù)高出旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組兩到三個數(shù)量級，系統(tǒng)反應(yīng)速度也高出兩個數(shù)量級以上。

3、直流斬波器

圖3中（a）圖為采納晶閘管做開關(guān)的直流斬波器—電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)原理圖。

(a)系統(tǒng)原理圖(b)斬波器輸出波形圖3直流斬波器

當(dāng)晶閘管VT（圖3中的藍(lán)色圈顯現(xiàn)）被觸發(fā)導(dǎo)通時，電源電壓加到電動機(jī)M（圖3中的紅色圈和線段顯現(xiàn)）的電樞上；當(dāng)VT在掌握信號的作用下，通過強(qiáng)迫關(guān)斷電路（圖3中的淺藍(lán)色框顯現(xiàn)）關(guān)斷時，電源與電動機(jī)電樞斷開，電動機(jī)經(jīng)二極管VD（圖3中的綠色圈顯現(xiàn)）續(xù)流，此時A、B兩點(diǎn)間（即電樞兩端）電壓接近零（圖3中的黃色線段顯現(xiàn)）。若使晶閘管VT反復(fù)通斷，就可得到A、B間的電壓波形如（b）圖所示。由波形看來，就似乎電源電壓在一段時間內(nèi)（從到）被斬掉后形成的，這也是斬波器這一名稱的由來。

基于該電壓波形特點(diǎn)，在電力拖動系統(tǒng)中常采納脈沖寬度調(diào)制（PWM）式掌握、脈沖頻率調(diào)制（PFM）式掌握和兩點(diǎn)式掌握。其中脈沖寬度調(diào)制式應(yīng)用最為廣泛。在調(diào)速系統(tǒng)中，將其與電