能静下心在台灯下好好写点东西,这是一件非常享受的事情,一则可以找个理由闲暇一下,二则可以与些许未曾谋面的朋友神交,搞些砖砖玉玉的。
言归正传吧,从西四买的磁环,又一次帮了我的大忙,就在今天。
事情是这样的,一个项目上用到一台直流电机,要求调速(PWM)。而这个电机也比较特殊,直流24V供电,功率也相当小,大概只有10瓦吧。为了保证速度的平稳和快速性,电机特意安装了增量式编码器。
刚开始也没太在意,因为这台电机是更换回来的,上一台电机因为输出扭矩小而遭淘汰,心想这次这个应该没问题吧,总减速比就加大5倍左右。然后就按部就班先通电开环运行,结果正常。我没太在意开环下的扭矩情况,直流电机在较低的电压下力矩特性并不太好,再说,闭环运行才是我的目的。然后走到闭环了,也没问题,当然是没有加上负载了。
可是当我加上负载时,我百思不得其解,嗯,我用两根手指就可以把输出轴夹住,可是我又没有练过二指禅啊。电机有问题吗?用稳压电源,从0伏开始一点一点向上提升电压,发现电机在整个过程中仅3伏以下力矩特性比较软,超过5伏基本上彪悍的不得了。说明电机没有问题啊,难道是问题出在驱动器上,也不大可能啊,因为本项目有两台直流电机,另外一台功率稍大一些,使用的是同一型号的直流驱动器。道理上说不通啊!
最后回到问题出发点,扭矩不够,也就是电机出力不够,就是电流太小,那么直接测量电流就可以判断是否如此。在直流电机回路上串进一个大概3欧姆的电阻,将示波器的表笔卡在电阻的两端。然后开启电机,我发现电阻两端的电压(电流)是一串窄脉冲,就是说,通过这个回路的电流是不连续的,而且有效面积相当小,果真如预测的一样。
可是为什么这样呢?经师傅提醒,沉思良久,恍然大悟。电机内部是线圈,就有一定的电感,这是其一;直流调速的PWM脉冲输出的可调直流电压,和干电池出来的直流电压还是有本质的区别,这是其二。当PWM脉冲频率非常高时,在脉冲间隙电机的线圈会将其储存的能量进行释放并续流。可是当电机特别小时,电感一般都比较小,在稳压电源供电不需要调速时,其工作状况良好,但一旦采用PWM的调速方式,电感太小,储藏的能量太小不足以续流,势必造成外观上扭矩太小的现象。
接下来的问题就好办了。用磁环绕制不同电感量的线圈串入电机回路进行一遍一遍的测试,最终找到合适的附加电感,并保证电机输出标称扭矩。
此次,也用到磁环,不过上一次是抗高频干扰,这一次是用来增加电机的附加电感。