直流电机需要驱动的原因主要是因为其本身结构特点决定了其不能直接接到电源上就能正常运转,因为直接给电机提供电能,即使电源电压稳定,也会造成电机的过载、发热等问题,甚至严重时会烧毁电机。因此,直流电机需要合适的电机驱动器来控制电流、电压和相位等参数,以保证电机的正常运转和寿命。
常见的电机驱动包括交流电调速系统和直流电调速系统两种,其中直流电调速系统由于具有调节精度高、响应速度快、可调范围大等优点,已经成为工业应用中使用最为广泛的电机驱动方案。
直流电调速系统分为分为分离式、整合式直流电调速系统。分离式直流电调是由AC/DC变换器和电机驱动器组成,控制电机运转的转矩和转速;而整合式直流电调将变换器和驱动器集成在一起,形成整个驱动系统。
整合式直流电调速系统的核心是电机驱动器,其主要功能是将电源提供的电能转换成能够正常驱动直流电机的电流和电压。电机驱动器具有保护、控制、保持稳定性等多种作用:
- 保护作用:电机驱动器可以对电机进行过载、欠压、过热、短路等多种故障保护,有效保护电机及整个驱动系统的安全运行;
- 控制作用:电机驱动器可以对电机的电流、电压、转速和转矩等参数进行实时控制,为生产现场提供了更丰富、更灵活的控制手段;
- 保持稳定性作用:电机驱动器通过调节电压和电流等参数,能够保持直流电机的稳定性,实现特定负载下的恒定转速或恒定转矩等特定输出功率。
直流电机驱动器在工业、交通、医疗等领域得到广泛应用。在工业生产中,随着技术不断进步,电机驱动器已经从传统的简单工厂应用扩展到汽车制造、风电、太阳能光伏和核电等众多领域。在交通领域中,电机驱动系统不仅能够帮助车辆保持恒定的驱动力和稳定的速度,而且能够通过能量回馈系统将制动过程中的动能转化为电能,从而进一步提高能量利用率和车辆的行驶距离。在医疗领域中,直流电机驱动器可用于维护手术室的稳定电压和电流,支持医疗设备的正常运行。