?直流電機在應用中,除了恒速運行的產品外,像玩具汽車、電動牙刷、美容儀、大到工業設備都是需要對直流電機進行調速控制的,所以說調速是非常重要的。
在直流電機中,采用的是PID方法調速,有的人可能在想:我直接輸入輸出速度對應PWM不行嗎?
我們下面在簡單講解下:PID是反饋環的調節機制,PWM是一種波形,假如設定直流電機一個轉速,PWM波形輸出后,檢測直流電機的實際轉速,如果速度低于了設定值,那就會加大占空比,高于設定值的話就會減小占空比。根據機械慣性,直流電機轉速變化會有時間差,對于不同轉速的誤差,占空比都是在變化的,直流電機轉速快,占空比就減小,轉速慢了占空比又會變大,直流電機在運轉中是不能一直來回變大變小,而在控制理論中的PID調節就是解決這種問題的。
直流電機轉速有誤差,把實測轉速輸入和設定比較的差值用PID運算輸出控制電流,那么增減轉速就可以實現精確控制了(注:PID控制和直流電機或者交流電機沒有直接關系,PID只是一種控制方法)。
所以說,直接輸入轉速用PWM精準控制是不現實的,PWM控制的是直流電機的電流,電流決定了直流電機的扭矩,也就是輸出力,假設直流電機負載1公斤,轉速3000轉,那么負載2公斤還需要保持3000轉的速度,電流就會增加了。
直接控制還有一個問題是,假如負載是靜止的,現在需要達到3000轉的轉速,電流是0.5A,那么直流電機需要一段時間都會到3000轉的轉速,PID控制速度調節開始電流會很大,會讓直流電機快速的加速,等速度穩定下來再穩定電流在0.5A,所以PID在直流電機控制中,實時響應非常好。
所以現在的工業直流電機控制采用PID,先控制速度,最后再控制電流,這也是目前成本比較低經過驗證的控制算法(微型直流電機只需要控制電壓的輸出即可控制轉速,非常的簡單)。
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