上一期走進(jìn)電機(jī)我們提到了電機(jī)的種類，其中詳細(xì)說(shuō)到了直流電機(jī)中無(wú)刷電機(jī)與有刷電機(jī)的區(qū)別。在進(jìn)一步說(shuō)明其他電機(jī)種類之前，讓我們先來(lái)理清直流電機(jī)的調(diào)速原理。常聽(tīng)說(shuō)的PWM調(diào)速是怎么一回事？其實(shí)直流電機(jī)的調(diào)速原理并不復(fù)雜！

01直流電機(jī)——調(diào)速原理

直流電機(jī)的調(diào)速：所謂調(diào)速，即通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速獲得所需扭矩。

有刷直流電機(jī)如何調(diào)速？

直流（有刷）電機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)電壓、串接電阻、改變勵(lì)磁都可以調(diào)速，但是實(shí)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(guò)高速的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)直流的調(diào)壓，一個(gè)周期內(nèi)，開(kāi)的時(shí)間長(zhǎng)，平均電壓就高，關(guān)的時(shí)間長(zhǎng)，平均電壓就低，調(diào)起來(lái)很方便，只要開(kāi)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(zhǎng)期磨損，同時(shí)在換向的時(shí)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(dòng)機(jī)的容量和速度，使得直流電動(dòng)機(jī)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(guò)調(diào)節(jié)頻率和占空比實(shí)現(xiàn)調(diào)壓

PWM信號(hào)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(gè)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(gè)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(guò)改變單位時(shí)間內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)可以實(shí)現(xiàn)調(diào)頻；通過(guò)改變占空比可以實(shí)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(dòng)圖演示如下所示。

無(wú)刷直流電機(jī)如何調(diào)速？

對(duì)于無(wú)刷直流電機(jī)，調(diào)速的時(shí)候表面上只控制了輸入電壓，但電機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)（無(wú)刷直流電機(jī)本身自帶轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器等轉(zhuǎn)子位置信號(hào)獲取裝置，使用此裝置的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來(lái)控制變壓變頻調(diào)速裝置的換相時(shí)刻）自動(dòng)根據(jù)變壓控制了頻率，用起來(lái)和直流（有刷）電機(jī)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(lì)磁繞組，在同等容量的情況下，電機(jī)體積更小，重量更輕，效率更高，結(jié)構(gòu)更緊湊，運(yùn)行更可靠，動(dòng)態(tài)性能更好，在電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用。