问：直流电动机，为什么电磁转矩与转速的关系越大，转速越小，电磁转矩与转速的关系不是提供动力的吗？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-04-05 18:10 标签： 电磁转矩和转速
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基于单片机的直流电机调速系统设计
直流电机调速摘要：介绍了基于单片机用PWM实现直流电机调整的基本方法，直流电机调速的相关知识，以及PWM调整的基本原理和实现方法。主要器件：电阻，二极管，PNP和NPN型三极管，电动机，AT89S51片，LED发光二极管，电容，电解电容，轻触开关，石英晶体振荡器。一、直流电动机主要基本特点1、机械特性：在输入的电枢电压U?保持不变时，电动机的转速n随电磁转矩M变化而线形变化的规律，称直流电动机的机械特性。机械特性的关系可用下式表示；n?U?R??M?n0?KM Ce?CeCm?2(1.1)式中：U?――电枢电压R?――电枢电阻Ce――电势系数，Ce?NP电枢绕组系数?磁极对数（Ce?） 60?60?电枢绕组支路数?――磁通Cm――力矩系数，Cm?NP 2??M―电动机输出的电磁转矩机械特性曲线如图1-1所示。图中，n0为理想空载转速，Md称为堵转转矩。斜率K表示电磁转矩变化引起转速变化的程度。K越大，电磁转矩变化引起转速变化越大，电动机的机械特性越软；K越小，电磁转矩变化引起转速变化越小，电动机的机械特性越硬。- 1 -
图1-1直流伺服电机机械特性曲线在直流伺服系统中，希望电动机的机械特性硬一些。当负载发生变化时引起的转速变化小，有利于提高直流电机的速度稳定性和运动精度。且由式（1.1）可知，K与电枢电阻R?成正比，电枢回路中串入的电阻或功率放大器的输出电阻增大，会使直流电机特性变软，功耗增大。2、调节特性：直流电机在一定的电磁转矩M（或负载转矩）下，电机的稳定转速n随电枢的控制电压U?变化而线性变化的规律为直流电机的调节特性。调节特性的关系可用下式表示：n?U?R?1MR??M?(U??)?K(U??U?0) Ce?CeCm?2Ce?Cm?（1.2）式中：U?――电枢电压R?――电枢电阻Ce――电势系数，Ce?NP电枢绕组系数?磁极对数（Ce?） 60?60?电枢绕组支路数?――磁通Cm――力矩系数，Ce?NP 2??M―电动机输出的电磁转矩调节特性曲线如图1-2所示。图中，U?0为启动电压，为电动机处于待转动而没转动的临界状态的控制电压。U?0与电磁转矩(负载转矩)成正比。M越大，U?0越大。电动机启动时，在0～U?0范围内，电动机不转，该区域称为电动机的死区。斜率K表示转速n随电枢的控制电压U?变化而变化的快慢程度。其值与负- 2 -
载无关，仅决定于电动机本身的结构与参数。
图1-2直流伺服电机调节特性曲线3、直流电动机控制：从直流伺服电动机的原理，可知直流伺服电动机电磁转矩和速度控制方法有两种，―种是改变电枢电压即改变电枢电流的方法。另一种是改变励磁电流即改变磁通的方法。在大多数情况下，直流伺服电动机的速度控制采用调节电枢电压的方法，即保持励磁电流不变，则电磁转矩为：M?Cm?I??KI?K?Cm??NP? 2??M是电枢电流的一元函数，不仅控制方便，而且响应速度快，输出转矩大，线性较好，目前较好的调速方法是脉宽调制(PWM)。二、PWM控制直流电机调速1、PWM占空比作用：PWM调速控制的基本原理是按一个固定频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内接通和断开的时间比(占空比)来改变直流电机电枢上电压的&占空比 &，从而改变平均电压，决定了电机的转速大小。。在脉宽调速系统中，当电机通电时其速度增加，电机断电时其速度减低。只要按照一定的规律改变通、断电的时间，即可控制电机转速。而且采用PWM技术构成的无级调速系统．启停时对直流系统无冲击，并且具有启动功耗小、运行稳定的特点。设电机始终接通电源时，电机转速最大为Vmax，且设占空比为D=t／T，则电机的平均速度Vd- 3 -
为：Vd=VmaxD由公式可知，当改变占空比D=t／T时，就可以得到不同的电机平均速度Vd，从而达到调速的目的。严格地讲，平均速度与占空比D并不是严格的线性关系，在一般的应用中，可将其近似地看成线性关系。在直流电机驱动控制电路中，PWM信号由外部控制电路提供，并经高速光电隔离电路、电机驱动逻辑与放大电路后，驱动H桥下臂MOSFET的开关来改变直流电机电枢上平均电压，从而控制电机的转速，实现直流电机PWM调速。2、PWM周期作用：PWM的占空比决定了电动机两端电压的大小，而其周期决定电机是否启动，对于控制直流电动机的转速和转动特性十分的重要。当PWM周期较长（如1s）、占空比较小（如10%）时，在一周期内加载在直流电动机两端典雅的时间为1000ms，而电动机失去电压的时间为900ms，这段时间内电动机线圈绕组内的电流已经释放完毕，电动机在内部绕组的转动惯性的带动下将继续向前转动，如果负载的转矩较大，那么此时电动机的转速将会跌落的很快，甚至会出现停转现象，只有下一个PWM周期到来时，电动机才会重新转动起来，如此循环。当PWM的周期较短（如1ms），占空比仍为10%时，在一个周期内直流电机获得电压的时间为0.1ms，而失去电压的时间为0.9ms，在这段时间内，直流电动机线圈绕组内的电流并不会释放完毕（主要取决于绕组感性的大小），直流电动机继续旋转，当下一个PWM周期单来时，直流电动机会重新获得电压，如此循环，直流电动机不再有停转现象。三、课程设计感悟在此次的课程设计中，了解到了直流电动机调速的几种方法，知道了PWM的占空比能够起到控制直流电动机两端电压的作用，PWM的周期对于控制直流电动机的转速和转动特性有十分重要的作用，更加了解了“书到用时方恨少”和“技多不压身”的含义了，读书是灵魂的修行，是知识积累的必要手段，实践是理解升华知识、熟练技能的必然步骤，虽然现在的我还相对的笨拙，但我相信以后的会做的越来越好。- 4 -
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为什么直流电机磁通越小,转速越高?不要公式 ,公式我有.急需原理说明,自己没想明白.问老师,他竟然用公式对付我,实在无语…我说的是直流电动机,不是发电机
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1、直流电机电枢电压越大,转速越快2、反电动势与磁通、转速成正比,反电动势的方向是与电枢电压相对的,反电动势越小则电枢回路电流越大.弱磁效果让电枢电流增大.3、电枢电流减小则产生的旋转力增大,升速.
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