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解析電動(dòng)勢(shì)平衡方程式并分析其運(yùn)行特征

電子設(shè)計(jì) ? 作者:工程師之余 ? 2018-09-27 09:37 ? 次閱讀
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無刷直流電機(jī)的運(yùn)行特性是指電機(jī)在起動(dòng)、正常工作和調(diào)速等情況下,電機(jī)外部各可測(cè)物理量之間的關(guān)系。

電機(jī)是一種輸入電功率、輸出機(jī)械功率的原動(dòng)機(jī)械。因此,我們最關(guān)心的是它的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速,以及轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速隨輸入電壓、電流、負(fù)載變化而變化的規(guī)律。據(jù)此,電機(jī)的運(yùn)行特性可分為起動(dòng)特性、工作特性、機(jī)械特性和調(diào)速特性。

討論各種電機(jī)的運(yùn)行特性時(shí),-般都從轉(zhuǎn)速公式、電動(dòng)勢(shì)平衡方程式、轉(zhuǎn)矩公式和轉(zhuǎn)矩平衡方程式出發(fā)。

對(duì)于無刷直流電機(jī),其電動(dòng)勢(shì)平衡方程式為

解析電動(dòng)勢(shì)平衡方程式并分析其運(yùn)行特征

式中,σ是電源電壓(V);E是電樞繞組反電動(dòng)勢(shì)(V);Iacp是平均電樞電流(A);racp是電樞繞組的平均電阻(Ω);ΔU是功率晶體管飽和管壓降(V),對(duì)于橋式換相線路為2ΔU。

對(duì)于不同的電樞繞組形式和換相線路形式,電樞繞組反電動(dòng)勢(shì)有不同的等效表達(dá)式,但不論哪一種繞組和線路結(jié)構(gòu),均可表示為

E=Ken (1-2)

式中,乃是電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min);Ke是反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)(V/r/min)。 由式(1-1)、式(1-2)可知:

解析電動(dòng)勢(shì)平衡方程式并分析其運(yùn)行特征

在轉(zhuǎn)速不變時(shí),轉(zhuǎn)矩平衡方程式為

解析電動(dòng)勢(shì)平衡方程式并分析其運(yùn)行特征

式中,M2是輸出轉(zhuǎn)矩(N·m)Mo是摩擦轉(zhuǎn)矩(N·m),M是電磁轉(zhuǎn)矩。這里,

解析電動(dòng)勢(shì)平衡方程式并分析其運(yùn)行特征

Km為轉(zhuǎn)矩系數(shù)(N·m/A)。

在轉(zhuǎn)速變化的情況下,則

解析電動(dòng)勢(shì)平衡方程式并分析其運(yùn)行特征

式中,J是轉(zhuǎn)動(dòng)部分(包括電機(jī)本體轉(zhuǎn)子及負(fù)載)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg。2m);ω是轉(zhuǎn)子的機(jī)械角速度(rad/s)。

下面從這些基本公式出發(fā),來討論無刷直流電機(jī)的各種運(yùn)行特性。

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