可控直流电源常用的几种类型详细介绍

　　常用的可控直流电源常用的有三种，如下：

　　(1)旋转变流机组-使用交流电动机和直流发电机组成一个单元，以获得可调的直流电压。

　　(2)静态可控整流器-使用静态可控整流器获得可调直流电压。

　　(3)直流斩波器或脉宽调制转换器-由恒定直流电源或不受控制的整流电源供电，它使用功率电子开关设备进行斩波或脉宽调制，以生成可变的平均电压。 ..

　　由于供电电源类型不同，常用的可控直流电源分为以下几种情况：

　　1、旋转转换器单元的可控转换器装置

　　早期使用的可控转换器设备是旋转转换器单元，由它供电的直流电动机速度调节系统如图1所示。

　　图1旋转转换器单元

　　图中，交流电动机(图1中蓝色圆圈所示)是原动机，并且运行期间的速度基本恒定。由它驱动的直流发电机G(图1中的绿色圆圈显示了几秒钟)为需要调节的直流电动机M(图1中的红色圆圈)的电枢供电。 GE(图1中的紫色圆圈所示)是一个小型DC发电机，可以如图所示同轴连接到AC电动机和DC发电机G，或者由另一个小型AC电动机驱动。它在系统中的功能是为直流发电机G(图1中的绿色圆圈所示)和直流电动机M(图1中的红色圆圈所示)的定子励磁提供一个小容量的直流电源，也叫GE是励磁发电机。

　　对于直流发电机，定子需要直流励磁，并且外部扭矩会导致转子旋转，从而产生动态电动势。对于直流电动机，定子需要直流励磁，并且转子连接到外部工作直流电源以在转子中产生扭矩。

　　由旋转转换器单元提供动力的直流调速系统可以缩写为G-M系统。当励磁电流If的大小改变时，G的输出电压U也改变，并且直流电动机的M的速度改变。

　　如果系统的速度调节性能不高，则可以省略图中所示的放大设备。当直接从励磁电源GE提供时，要求很高的闭环调速系统通常需要放大器。改变If的方向会同时改变U的极性和直流电动机M的旋转方向。因此，G-M系统的可逆操作非常容易执行。

　　在上述情况下如何改变if方向?

　　G-M系统在1960年代被广泛使用，但是由于诸如大型设备，大型，低效率和高运行噪音等缺点，被更经济，更可靠的可控硅整流器可控转换器设备所取代。

　　2、单车整流器和可控转换器装置

　　图2晶闸管整流器

　　该图显示了由晶闸管整流器供电的直流调速系统。 GT(图2中绿色圆圈所示)是晶闸管触发装置，而V(图2中橙色圆圈所示)是晶闸管整流器，它们被一起控制。形成可能的直流电源。可控的直流电源为直流电动机M电枢(图2中的紫色圆圈所示)供电，以形成直流速度调节系统。这种直流速度控制系统称为V-M系统。

　　您可以调整GT输入信号的大小(图2中红色圆圈所示)以更改输出脉冲的相位(图2中蓝色线所示)。不同相位的脉冲被输入到整流器V，并且成为整流器的输出电压Ud。更改大小，然后更改电动机M的速度。

　　晶闸管可控直流电源的功率放大系数比旋转转换器单元的功率放大系数高两到三个数量级，并且系统的响应速度也高两个数量级。

　　3、直流斩波器

　　图3(a)是使用骑自行车的人作为开关的直流斩波器电动机速度控制系统的示意图。

　　图3直流斩波器

　　当晶闸管VT(图3中的蓝色圆圈所示)被触发导通时，电源电压Us到达电动机M电枢(图3中的红色圆圈和线段所示)。它将被添加。当VT处于控制信号作用下时。如果强行断开电路(如图3中的浅蓝色框所示)，则电源将从电动机电枢上断开，电动机将流过二极管VD(如图3中的绿色圆圈所示)。此时，两点A和B(即电枢的两端)之间的电压接近零(显示图3中的黄线段)。通过重复晶闸管VT的开/关，可以得到A和B之间的电压波形，如(b)所示。从波形的观点来看，似乎电源电压Us在切断一定时间段(从吨到T)之后形成，这也是斩波器的起源。

　　基于电压波形的特性，电驱动系统中经常使用脉冲宽度调制(PWM)控制，脉冲频率调制(PFM)控制和两点控制。其中，脉冲宽度调制是使用最广泛的。在速度控制系统中，它与电动机结合形成一个PWM电动机系统，称为PWM速度控制系统或脉冲宽度速度控制系统。

　　直流斩波器现在广泛用于电力牵引设备和高性能小型伺服系统。