上一期走進(jìn)電機我們提到了電機的種類，其中詳細(xì)說到了直流電機中無刷電機與有刷電機的區(qū)別。在進(jìn)一步說明其他電機種類之前，讓我們先來理清直流電機的調(diào)速原理。常聽說的PWM調(diào)速是怎么一回事？其實直流電機的調(diào)速原理并不復(fù)雜！

01直流電機——調(diào)速原理

直流電機的調(diào)速：所謂調(diào)速，即通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速獲得所需扭矩。

有刷直流電機如何調(diào)速？

直流（有刷）電機通過調(diào)節(jié)電壓、串接電阻、改變勵磁都可以調(diào)速，但是實際以調(diào)節(jié)電壓最為方便也最為常用，目前主要使用PWM調(diào)速，所謂PWM，就是脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，通過高速的開關(guān)來實現(xiàn)直流的調(diào)壓，一個周期內(nèi)，開的時間長，平均電壓就高，關(guān)的時間長，平均電壓就低，調(diào)起來很方便，只要開關(guān)速度夠快，電網(wǎng)的諧波就少，且電流更為連續(xù)。但是電刷和換向器長期磨損，同時在換向的時候有巨大的電流變化，非常容易產(chǎn)生火花，換向器和電刷限制了直流電動機的容量和速度，使得直流電動機的調(diào)速遇到了瓶頸。

將電刷和整流子置換為變頻器

PWM通過調(diào)節(jié)頻率和占空比實現(xiàn)調(diào)壓

PWM信號調(diào)速的原理

所謂PWM，就是脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，其具有兩個很重要的參數(shù)：頻率和占空比。頻率，就是周期的倒數(shù)；占空比，就是高電平在一個周期內(nèi)所占的比例。PWM方波的示意圖如下圖所示。

在上圖中，頻率F的值為1/(T1+T2)，占空比D的值為T1/(T1+T2)。通過改變單位時間內(nèi)脈沖的個數(shù)可以實現(xiàn)調(diào)頻；通過改變占空比可以實現(xiàn)調(diào)壓。占空比越大，所得到的平均電壓也就越大，幅值也就越大；占空比越小，所得到的平均電壓也就越小，幅值也就越小。動圖演示如下所示。

無刷直流電機如何調(diào)速？

對于無刷直流電機，調(diào)速的時候表面上只控制了輸入電壓，但電機的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)（無刷直流電機本身自帶轉(zhuǎn)子位置檢測器等轉(zhuǎn)子位置信號獲取裝置，使用此裝置的轉(zhuǎn)子位置信號來控制變壓變頻調(diào)速裝置的換相時刻）自動根據(jù)變壓控制了頻率，用起來和直流（有刷）電機幾乎一樣，非常方便。

由于轉(zhuǎn)子采用永磁體，不需要專門的勵磁繞組，在同等容量的情況下，電機體積更小，重量更輕，效率更高，結(jié)構(gòu)更緊湊，運行更可靠，動態(tài)性能更好，在電動汽車的驅(qū)動等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用。