外文翻译译文-晶体管开关的直流电机调速控制

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1、晶体管开关的直流电机调速控制JACKALLISONANDPAULVERGEZMEMBER,IRE主商要：直流电机由蓄电池或其他同定的电压源提供能量，变速操作通常是在电机电源中增加串联电阻来完成。在这种类型的控制，只有一部分的总能量被分配在电机做有用功。能量的平衡是由串联电阻转换成热能，并失去了。在本报告中提出的一种更为理想的速度控制方法是插入一个开关，而不是申联一个电阻在电动机的电源。在这里，在一定的时间间隔，开关将被打开和关闭，分别代表无限或零串联电阻。在任一状态下，该开关将不会出现电路的能量损失。电机转速随时间的变化而变化开关保持关闭状态。后者的系统具有的优点是

2、，对于一个给定的速度设置，在任何申联电阻的压降下降，负载变化不会引起波动。在本报告中详细介绍了晶体管的开关电路是一个有效的开关速度控制电机的电源电流的方法。实验室模型，提供了非常令人满意的性能，设计控制24伏20安培，或约一个半马力的电动机。此评级可能会增加修改轻微的电路。电机控制的现状和建议一系列直流电机被用在变速操作和高起动转矩的应用中；在这些应用中，对直流电动机的速度控制提供了各种技术。每一种技术都是基于一个共同的原则一一通过控制电机的输入功率，调节电机的速度。一种控制串联电机速度的最常用的方法是用电动机串联可变电阻。这种方法是特别适用于由一个恒定的电压源提供

3、的可用电源，如一个存储电池。电力供应是分电机和串联电阻之间，所产生的弊端，系统效率低的电阻功率损耗高。图1(a)说明了速度的关系，能量损失的串联电阻和电机能量与电机控制电机转速有关。串联电阻式电机的另一个缺点是，在电阻的电位下降的情况下会导致差速调节。图1(b)显示绕线电机由变阻器控制转速与负荷的典型曲线。nyNollusS图1基本速度控制电路的速度负载和能量分布一个速度控制更理想的方法涉及到一个周期性的开关插入串联变阻器使用的地方。开关的连续开闭调节输入到电机的变化，开关的关断位置提供了控制电机的速度。图2显示了该开关的关断吋间和位置的吋间关系，用于各种电机

4、转速的设定。该系统的主要优点之一是有效利用可用的功率，当开关具有非常高的阻抗吋，打开和关闭一个非常低阻抗。图3(a)表示当开关电路用于控制电动机的速度吋，电动机速度、能量损失和能量供给的关系之间的关系。一个速度调节的系统，使用一个开关作为一个速度控制将比用电阻控制更好，因为在开关的电位下降的变化中冇一个可以忽略不计负载电流变化。图3(b)为一个电机的速度调节曲线，它使用一个开关进行速度控制。POWERONPOWfROFFMAXSPEEDHIGHSPEEDONOFFMED.SPEEDSLOWSPEED图2脉冲宽度变化速度控制图图MOTORSPEED(b)图3开关电路控

5、制的速度负载和能量分布电路操作功率品体管具有通断性能好、功耗损失低，R前大量生产的这些品体管为了能够达到成千上万倍的功率的控制需求，可以设计一个晶体管开关电路，这将应用到前面所述的优点，控制一个串励直流电动机的转速。图4是该电路的框图。图4方框图这个系统被设计来控制一个峰值电流高达100A的20A，24V直流电机的速度。该电路的电源开关控制电源，提供足够的电流驱动功率开关。自动控制级控制在负载条件K的驱动级的功率电平，以便能够保持较高的系统效率。所需的通断循环运行的驱动级和占空比的控制(比例的时间占总时间)电源开关是由一个可变电阻控制的多谐振荡器。多谐振荡器也设有开

6、关周期。OSCILLATORftSFEEDCONTROLMOTORkSpeedContro4图5速度控制系统的完整原理图图5是速度控制系统的完整原理图。整流器和一个电容器被放置在平行电机内，当他们切断了沉重的感应电机负载时，尽量减少损坏的功率晶体管的可能性,。如果整流器和电容器在电路中不存在，在电源开关阶段，当电流被中断时，在电动机绕组中感应的反向电压会出现高电压。在电源开关级的晶体管中出现的高电压可以很容易地达到击穿电压等级，并可能损坏晶体管。如果整流加在电路两端的电压，然后晶体管幵关周期期间将被限制在电源电压。路径ABC或从图6(a)将开关周期中的功率晶体管的工

7、作点，由晶体管所采取的路径依赖电源电压VCC1或VCC2,这是系统的应用。然而，电流在电源开关在操作周期的操作不能瞬间变化，由于有限的关断时间的晶体管和电机绕组的电感。因为在这个时候，通过晶体管的电流将几乎等于在上周期流动的高电流，该晶体管将在一个非常高的晶体管特性和功率晶体管的晶体管过热可能会发生。与整流器和电动机并联的电容器，可以减小对晶体管的损坏的可能性。该电容器的电压在关断周期时降低电源电压，从而使电流通过晶体管而下降，而不穿过晶体管的电压突然上升。特定的路线上的电压将取决于电源电压，VCC1或VCC2,对应于系统的电源电压。VccCOLLCCrOH-t