自制一款直流电机调速电路(图文)

该直流电机控制器使用光耦隔离器件，双向可控硅等元件制作，装置结构简单，输出功率较大。经过反复调试多次实验，工作安全可靠，而且使用单层印板即可实现，制作成本低（笔者把该电路命名为STGJ2009），电路的原理图见下图。

　　与传统的直流电机直接使用改变串联电阻大小的方式进行调速比较。传统的调速方式在电机处于低速时。把大量的电能浪费在电阻上面，不符合节能环保的要求。而该电路是通过控制可控硅BTAl2的开通角度。来控制输出的直流脉冲来对直流电机进行调速。不仅节能环保而且得到理想的调速特性。从成本上看，使用单向晶闸管调速电路需要两个单向晶闸管，而市面上两个同等耐压等级12A的晶闸管的价格，高于单个12A双向晶闸管的价格。而且控制和保护环节也更多。所以采用双向晶闸管构成直流调压电路更为简单。另外由于采用了光耦隔离器件隔离了驱动脉冲信号发生电路和驱动电机的主电路，防止了误触发。提高了电路的可靠性。

　　一、工作原理电路
　　
　　主要分为两个部分：一是驱动双向晶闸管的驱动电路（即控制脉冲发生的电路），该电路位于原理图的上半部分；二是直接驱动直流电机的主电路。它位于原理图的下半部分：两个部分通过一个光耦器件隔离开来。

　　这样就保证了驱动电路在工业现场可以不受其他瞬时电流脉冲的影响而产生误触发。大大提高了该电路的调速的可靠程度。

　　1.脉冲发生电路
　　
　　脉冲发生电路位于原理图的上半部分。位于光耦之前。D1～D44个整流二极管把交流变为直流，并且通过R1降压和D5稳压得到12V左右直流电压，这作为后面以BT33F为主和RV1、R2、C2、R3和R9构成的脉冲发生电路。其基本原理是通过RV1调节经R2往小电容C2充电电流的大小。当C2充满到达放电时。触发BT33F在b2脚（即与C3连接的管脚）产生被放大韵电脉冲。之后C2因为放电电位下降。需要再经过充电才能再次放电，触发BT33F产生电脉冲。所以如果充电电流越大，则C2充电满的时间间隔越短，同一个时间内输出的电脉冲也越多，所以电脉冲的输出是通过RV1调整对C2的充电电流的大小来控制的，当RV1调整为100kΩ时，充电电流最小，晶闸管开通角度后移。驱动电压最低（大概是输入额定电压的10％左右）电机转速最慢。当RV1调整为0Ω时候，充电电流最大。输出脉冲最多即每相首脉冲前移最多，使晶闸管开启角度最后前移到大约30℃左右，控制双向晶闸管输出的电压也达到最大（大约是输入额定电压值的96％左右）。

　　2.驱动电机的主电路

　　通过电桥DQ1把输入的交流（交流24V或220V）电转化为直流电（24V或220V）；直流电作为直流电机的电源，当双向可控硅接收到来自光耦的控制信号就会触发导通。当信号消失则关断。为防止驱动双向晶闸管的电流过大损坏双向晶闸管，经光耦送来的脉冲信号需要经过R6和1N4148进行保护。如果V2端输入的是24V交流电。则把SW打到R8的位置（如果V2输入的是110V交流电则把SW打到R7位置）。经电阻降压确保提供12V左右的交流电源。再通过整流二极管D9、12V稳压管D7稳压和电容C5进行滤波，为驱动双向晶闸管提供12V直流电源。使用RV2调整驱动脉冲的电流大小，确保输出所需的电脉冲能驱动该晶闸管。

　　注意：在双向晶闸管两侧要并联5W左右的大功率电阻RW1和耐压400V左右的电容C6作为双向晶闸管的保护环节。
 

二、元件选择
　　
　　为确保该电路可以长时间连续稳定带动直流电机运行，在主要器件的选用上，例如主电路的电桥。最好选用带散热结构的8A左右的整流桥，因为用于长时间带直流电机等负载，整流桥的额定电流最好是额定工作电流的两倍。主要功率器件双向晶闸管BTA12的额定电流最大能通过12A，以确保直流电机连续稳定工作。

　　三、电路调试
　　
　　调试时先调触发电路，使用示波器观察触发电路产生的波形。

　　此时的输出电压最小，约为额定电压的5％左右。

　　当RV1调到电阻最小（也即触发脉冲最密集时候），此时输出电压为额定电压的96％左右。接着调试主电路。主电路主要通过电阻RV2调节驱动电脉冲的电流大小。开机前把RV1和RV2调到中间位置，通电后逐步把RV2调小，电路会在这个过程开通，然后再又缓慢地增大。如果继续调小RV2，还不能提高输出电压，那说明电流已经够用了，不必再调小RV2了。

　    电路板正中亮点的位置为光耦，本电路采用4N25或者普通四脚光耦，本电路左侧为触发电路，右侧为主电路。

　　小结：该电路由于采用了光耦器件进行隔离，确保了主电路与触发电路各自独立运作，互不干扰。经过现场测试，电路符合在工业现场长时间稳定应用的要求：而且一次调试即可以长期运行，基本免维护。适用于广大需要小型直流调速控制装置的企业。具有广阔的应用前景。容－源－电－子－网－为你提供技术支持