最早直流电机是通过改变电枢回路中所接的电阻值的大小来进行调速的。这种调节方式操作方便,便于生产,且较为便宜。但其机械特以及电能的使用效率则不尽人意,在需要较大范围平滑调速时就显得捉襟见肘了,因此现在已逐渐淘汰[7]。83914
20世纪60年代年晶闸管问世,与以往相比,它响应速度快、耐用性较强,并且其占用空间小、操作护理都很方便。因此,使用晶闸管为调速系统供电时,整个系统的可靠性和其他性能都比以往有了很大的提升[8]。
模拟系统占用空间广,且它容易受到外界电磁干扰等的影响,再加上内部组件的老化等因素,使得其性能指标会发生变化,进而影响到系统的运行。而采用数字控制的系统在这方面就有较好的优势,伴随着单片机性能的增强,它也得到了发展,系统的运算速度逐步提高,功能也逐步加强。数字化的控制器除了其应有的控制功能,还要具有较高可靠性,并能够对系统进行自我检测和发生故障后实时保护,而且方便人员操作,这是模拟系统不能比的[9]。论文网
由于通信等技术的崛起,数字信号处理这一技术也得以迅猛发展,数字系统由于性能优越、价格低廉的优点使模拟系统慢慢地被取代[10]。应用以DSP为核心的系统后,在硬件设计方面大为简化,而且有较好的通用性,通过程序的编写就可以对不同的直流电机进行控制,实现与其他器件之间的通信。由于程序的编写和调试较为方便,复杂的控制算法也能够得到可靠的实现,因此以数字控制系统为核心的控制器有着非常广阔的应用前景。
为满足控制的应用要求,国外很多公司出都为此推出了专用的控制器,如TI公司的系列,系列等。
目前为止,很多国外的电气公司都研发出了具有优良性能的数字控制系统。其中典型的如德国的公司、美国的通用公司以及瑞典的公司等许多知名公司。
自从硅晶闸管在国内研制出来后,它在直流调速等工业生产领域得到了广泛的应用,并且逐步走进了人们的日常生活中。伴随着新型器件的不断涌出以及电力电子等方面的飞速发展,在直流调速方面我国已迈出了一大步。但因为我们在这方面的起步较晚,我们在驱动芯片的开发、以DSP为核心控制器等方面的研究还比较落后。从国外购买设备需要相当高的价格,因此研制出国产的数字控制装置具有重大的意义及必要性,具有光辉的发展前景[11]。
虽然在直流电机的控制领域国内发展较晚,但其通用规范已被制出。基于DSP的控制系统在各方面都有优良的性能,如在算法的实现上它具有更高的精确度,使得控制的准确度也大大提高,因此采用DSP进行控制具有很好的应用前景。在电机控制领域的重视程度也不断增强,如北航就提出了一种采用和DSP的用以控制电机的平台,山东大学提出了以为核心的一种对直流电机转速进行控制的方法。