無刷電機的輸入要素U、I和輸出要素T、n
無刷電機將電能轉(zhuǎn)換成機械能就是:電源電壓是U的直流電壓,加于負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T的無刷電機上,那么該無刷電機出軸的轉(zhuǎn)速為n,電機電源的輸入電流為I,稱該無刷電機的輸入要素U、I,該無刷電機輸出要素為T、n.
一.無刷電機的輸入要素U、I:
- 從簡化的角度看,無刷電機可以看作電子換向的永磁直流電機.這時電源的電壓是純粹的直流電壓U,當(dāng)電源電壓U加在帶有一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩T(空載也有一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩)的無刷電機上后,電源必須提供一定的電流I,該電流是純粹的直流電流.因此電機的輸入功率為P1=UI.
- 無刷電機必須靠控制器控制后才能工作,直流電源輸入控制器的電壓最簡單的是直流電壓,如果交流電源,也必須先轉(zhuǎn)成直流電壓后給控制器.控制器把直流電通過線路轉(zhuǎn)換成調(diào)頻、調(diào)幅或不同形狀的各種形式的電流,提供給無刷電機,使無刷電機能以各種方式遠(yuǎn)行、工作.
- 但是不管控制器的電壓或電流形式轉(zhuǎn)換多么復(fù)雜,電流輸入可以確定的是直流供電,辦理入的是純粹的直流電流.無刷電機的輸入功率是P1=UI計算.因此,電機的輸入要素只有兩個:U和I.
二.無刷電機的辦理出要素T、n:
- 無刷電機在通電后,電機會以空載轉(zhuǎn)速n0轉(zhuǎn)動,電樞線組切割磁力線產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的反電動勢E,電源輸入相對應(yīng)的電流I0,如果在它的軸上加一個轉(zhuǎn)矩T外加轉(zhuǎn)矩,那么電機轉(zhuǎn)子軸上會產(chǎn)生一個與外加轉(zhuǎn)矩大小相等、方向相反的輸出轉(zhuǎn)矩T,轉(zhuǎn)速會從空載轉(zhuǎn)速n0下降到電機的負(fù)載轉(zhuǎn)速n,電流相應(yīng)加大到I.
- 無刷電機 輸出功率P2=nT/9.5493,完成了通過無刷電機從電功率P1轉(zhuǎn)換成機械功率P2過程.因此無刷電機的輸出要素也只有兩個:T、n.
三.無刷電機輸入要素和輸出要素之間的關(guān)系:
- 如果認(rèn)為無刷電機是一個電子換向器直流電機,那么無刷電機輸入要素和輸出要素之間的相應(yīng)關(guān)系是比較簡單的.連接無刷電機輸入要素和輸出要素的是:
KT=△T/△I=T/(I-I0), KE=△U/△n=(U-E)/n
- 已知KT=9.4593KE,因此連接無刷電機輸入要素和輸出要素的因素只有一個,這就是電機的轉(zhuǎn)矩常數(shù)KT.可以看出:轉(zhuǎn)矩常數(shù)KT是無刷電機機械特性曲線和電機輸入和輸出要素中唯一的非黨重要的常數(shù).
- 無刷電機的內(nèi)部要素在電磁上只有N、φ,就是說電機內(nèi)部的磁鏈Nφ把電機的輸入和輸出要素聯(lián)系起來.
- 電機能量轉(zhuǎn)換的關(guān)系是:電能以I、U形式,通過無刷電機內(nèi)部磁鏈Nφ,以n、T方式輸出機械能,如下圖示;
它們之間存在這樣的簡單關(guān)系:
KT=Nφ/2π=△T/△I, KE=Nφ/60=△U/△n, KT=60/2πKE
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