電動機的速度控制
王季秩（電子工業部第21研究所）
【摘 要】隨著工農業生產和國防工業的發展，電動機的調速技術已成為專門的研究課題。文中介紹電動機調速的要求，并著重對直流電動機、交流電動機、步進電動機、開關磁阻電動機的調速電路作了分析，指出調速系統的數字化是發展方向。
【敘 詞】直流電動機交流電動機步進電動機／開關磁阻電動機速度控制調速系統電路
數字化
1概述
電動機的速度控制（文中簡稱電機調速）是伴隨電機的誕生而出現，隨著工農業和國防的發展，電機的速度控制技術已成為專門研究課題，并擺到十分重要地位。
從電機發展歷史來看，首先誕生的是直流電機，它可以較方便地利用調節電樞電壓或激磁電流，實現電機調速。交流感應電動機的出現，給調速增加困難，因沒有激磁電路，無法調節激磁，調節電樞電壓也難以調速。交流同步電動機雖有激磁電路，但調激磁難實現調速。因此，交流電機的調速是電機界面臨的難題。電子學的興起與發展，現代控制理論的誕生及電子產品的廣泛應用，促使電機、電子、計算機、自動控制等學科相互結合，使電機調速技術進入嶄新階段。尤其當數字控制的產生、發展和應用，電機的控制面貌就大大改觀了。因此，調速技術促使宇航、海洋、她面、家電等所有領域中控制技術的飛躍發展。
電動機的速度控制是采用電氣或電子方式使電機的速度變化或保持電機速度為恒定的控制技術。速度控制的對象是電動機，控制的內容不僅僅是速度，還涉及驅動對象的有關參數，如通過調速實現功率、力矩控制等。
2電機調速的要求
電機調速的要求涉及機、電、熱、光、聲等多方面的技術，不同的應用場合、不同的時期，調速要求是不完全一致的�，F在，就當前應用的系統與裝備的主要要求進行討論。
2.1調速比
調速比是指電動機的速度在滿足一定的精度下，電機的****和****運行速度的比值。電機速度變化有連續均勻、間斷、多檔次等變化類型。近代，連續的調速比可達1：100000。
2.2速度精度
速度精度是電動機在一定的輸入和負載的條件下，其速度隨負載或環境等而變的相對比值。速度精度通常是指靜態誤差，有些場合還有動態誤差要求，它稱為瞬時速度精度。
2.3力矩波動
在一定條件下，電機一轉內輸出力矩的變化常用力矩變化的峰一峰值與平均值之比表示。電機在低速下將產生較大的力矩波動。
2.4起停時間
起停時間是起動電機或停止電機的時間，前者電機在負載下從起動到穩定速度所需時間。后者是指電機在負載下從運行到停止不轉的時間。以計算出一些常數，如喀l勢常數、****加速度等與上述參數列在一起作為電機應用的重要數據。
除了上述！要求外，系統的可靠性、安全工作區、噪聲振動和抗彳二擾性能等要求均是非常重要的。
2.5力能參數
電機的力能參數有輸出力矩、轉速、輸入功率、功率因數、電流、電壓、溫升、轉動慣量等，這些參數除額定值之外，還包括起動、制動和逆轉等條件下的允許值。由力能參數可以計算出一些常數，如電勢常數，****加速度等與上述參數列在一起，作為電機應用的重要數據。
除了上述要求外，系統的可靠性、安全工作區、噪聲振動和抗干擾性能等要求均是非常重要的。
3 電機調速的分類與組成
電機調速可按直流電機、交流電機、步進電機和開關磁阻電機分為4類，但從本質上來看，可分為頻率和轉矩的控制技術。
從圖1可知，速度控制是由速度比較、檢測、校正、控制、電流檢測、比較、校正、控制以及功率驅動等組成�，F就常用電機調速技術作分析。
3.1直流電動機的調速
3.1.1橋式電路的調速
該法懸利用永磁式電機電樞組成橋式伺服電路來檢測和比較速度。根據電橋平衡原理：
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