自制一款直流電機調(diào)速電路(圖文)

該直流電機控制器使用光耦隔離器件，雙向可控硅等元件制作，裝置結(jié)構(gòu)簡單，輸出功率較大。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試多次實驗，工作安全可靠，而且使用單層印板即可實現(xiàn)，制作成本低（筆者把該電路命名為STGJ2009），電路的原理圖見下圖。

　　與傳統(tǒng)的直流電機直接使用改變串聯(lián)電阻大小的方式進行調(diào)速比較。傳統(tǒng)的調(diào)速方式在電機處于低速時。把大量的電能浪費在電阻上面，不符合節(jié)能環(huán)保的要求。而該電路是通過控制可控硅BTAl2的開通角度。來控制輸出的直流脈沖來對直流電機進行調(diào)速。不僅節(jié)能環(huán)保而且得到理想的調(diào)速特性。從成本上看，使用單向晶閘管調(diào)速電路需要兩個單向晶閘管，而市面上兩個同等耐壓等級12A的晶閘管的價格，高于單個12A雙向晶閘管的價格。而且控制和保護環(huán)節(jié)也更多。所以采用雙向晶閘管構(gòu)成直流調(diào)壓電路更為簡單。另外由于采用了光耦隔離器件隔離了驅(qū)動脈沖信號發(fā)生電路和驅(qū)動電機的主電路，防止了誤觸發(fā)。提高了電路的可靠性。

　　一、工作原理電路
　　
　　主要分為兩個部分：一是驅(qū)動雙向晶閘管的驅(qū)動電路（即控制脈沖發(fā)生的電路），該電路位于原理圖的上半部分；二是直接驅(qū)動直流電機的主電路。它位于原理圖的下半部分：兩個部分通過一個光耦器件隔離開來。

　　這樣就保證了驅(qū)動電路在工業(yè)現(xiàn)場可以不受其他瞬時電流脈沖的影響而產(chǎn)生誤觸發(fā)。大大提高了該電路的調(diào)速的可靠程度。

　　1.脈沖發(fā)生電路
　　
　　脈沖發(fā)生電路位于原理圖的上半部分。位于光耦之前。D1～D44個整流二極管把交流變?yōu)橹绷�，并且通過R1降壓和D5穩(wěn)壓得到12V左右直流電壓，這作為后面以BT33F為主和RV1、R2、C2、R3和R9構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路。其基本原理是通過RV1調(diào)節(jié)經(jīng)R2往小電容C2充電電流的大小。當C2充滿到達放電時。觸發(fā)BT33F在b2腳（即與C3連接的管腳）產(chǎn)生被放大韻電脈沖。之后C2因為放電電位下降。需要再經(jīng)過充電才能再次放電，觸發(fā)BT33F產(chǎn)生電脈沖。所以如果充電電流越大，則C2充電滿的時間間隔越短，同一個時間內(nèi)輸出的電脈沖也越多，所以電脈沖的輸出是通過RV1調(diào)整對C2的充電電流的大小來控制的，當RV1調(diào)整為100kΩ時，充電電流最小，晶閘管開通角度后移。驅(qū)動電壓最低（大概是輸入額定電壓的10％左右）電機轉(zhuǎn)速最慢。當RV1調(diào)整為0Ω時候，充電電流最大。輸出脈沖最多即每相首脈沖前移最多，使晶閘管開啟角度最后前移到大約30℃左右，控制雙向晶閘管輸出的電壓也達到最大（大約是輸入額定電壓值的96％左右）。

　　2.驅(qū)動電機的主電路

　　通過電橋DQ1把輸入的交流（交流24V或220V）電轉(zhuǎn)化為直流電（24V或220V）；直流電作為直流電機的電源，當雙向可控硅接收到來自光耦的控制信號就會觸發(fā)導(dǎo)通。當信號消失則關(guān)斷。為防止驅(qū)動雙向晶閘管的電流過大損壞雙向晶閘管，經(jīng)光耦送來的脈沖信號需要經(jīng)過R6和1N4148進行保護。如果V2端輸入的是24V交流電。則把SW打到R8的位置（如果V2輸入的是110V交流電則把SW打到R7位置）。經(jīng)電阻降壓確保提供12V左右的交流電源。再通過整流二極管D9、12V穩(wěn)壓管D7穩(wěn)壓和電容C5進行濾波，為驅(qū)動雙向晶閘管提供12V直流電源。使用RV2調(diào)整驅(qū)動脈沖的電流大小，確保輸出所需的電脈沖能驅(qū)動該晶閘管。

　　注意：在雙向晶閘管兩側(cè)要并聯(lián)5W左右的大功率電阻RW1和耐壓400V左右的電容C6作為雙向晶閘管的保護環(huán)節(jié)。
 

二、元件選擇
　　
　　為確保該電路可以長時間連續(xù)穩(wěn)定帶動直流電機運行，在主要器件的選用上，例如主電路的電橋。最好選用帶散熱結(jié)構(gòu)的8A左右的整流橋，因為用于長時間帶直流電機等負載，整流橋的額定電流最好是額定工作電流的兩倍。主要功率器件雙向晶閘管BTA12的額定電流最大能通過12A，以確保直流電機連續(xù)穩(wěn)定工作。

　　三、電路調(diào)試
　　
　　調(diào)試時先調(diào)觸發(fā)電路，使用示波器觀察觸發(fā)電路產(chǎn)生的波形。

　　此時的輸出電壓最小，約為額定電壓的5％左右。

　　當RV1調(diào)到電阻最�。ㄒ布从|發(fā)脈沖最密集時候），此時輸出電壓為額定電壓的96％左右。接著調(diào)試主電路。主電路主要通過電阻RV2調(diào)節(jié)驅(qū)動電脈沖的電流大小。開機前把RV1和RV2調(diào)到中間位置，通電后逐步把RV2調(diào)小，電路會在這個過程開通，然后再又緩慢地增大。如果繼續(xù)調(diào)小RV2，還不能提高輸出電壓，那說明電流已經(jīng)夠用了，不必再調(diào)小RV2了。

　    電路板正中亮點的位置為光耦，本電路采用4N25或者普通四腳光耦，本電路左側(cè)為觸發(fā)電路，右側(cè)為主電路。

　　小結(jié)：該電路由于采用了光耦器件進行隔離，確保了主電路與觸發(fā)電路各自獨立運作，互不干擾。經(jīng)過現(xiàn)場測試，電路符合在工業(yè)現(xiàn)場長時間穩(wěn)定應(yīng)用的要求：而且一次調(diào)試即可以長期運行，基本免維護。適用于廣大需要小型直流調(diào)速控制裝置的企業(yè)。具有廣闊的應(yīng)用前景。容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持