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減小直流無刷電機堵轉電流的方法

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直流無刷電機中,一般認為,電機的堵轉轉矩就是電機的啟動轉矩,但是細致地分析,兩者是有一定區別的。電機的堵轉轉矩應該是電機被施加一個轉矩,這個轉矩逐漸增大,最終使電機停止運轉,這時電機輸出的轉矩和電機被外加的制動轉矩相等,這個轉矩可以認為是電機的堵轉轉矩。這時電機需要的電流是電機的堵轉電流。

 

如果電機靜止不動,給直流無刷電機一個額定電壓,那么電機會通過一個時間過渡過程而啟動,這個時間過渡過程中,電機輸入的電流是不等的。

 

直流無刷電機啟動電流過渡過程


上圖的電流波形是一個單脈沖波,其峰值就是無刷電機的電流峰值,電流峰值應該小于電機的堵轉電流。電機的內阻大,電機的堵轉電流就小,電機的機械特性就會變軟。電機的轉速常數就會變小,即電機受力后的轉速下降太快。因此,適當取用電機的堵轉電流是非常重要的。

 

有的直流無刷電機的堵轉電流大,一經堵轉,電機很快發熱,很容易燒毀。電機的堵轉電流小了,電機的啟動電流也會小,啟動電流小到不能使電機啟動,那就麻煩了。

 

交流爪極永磁(磁滯)同步電機、交流罩極電機和某些交流伺服電機的線圈內阻就非常大,任憑電機被堵住,電機的堵轉電流也很小,電機線圈的導線電流密度較小,所以電機不會燒毀,這些電機加了齒輪箱后,往往用在閥門等場合。直流無刷電機的內阻一般比較小,電機一般不得長期堵轉。有些交流爪極永磁同步電機的廠家,為了節約成本,把電機的線圈線徑取得很小,這樣電機的堵轉電流就會變小,電機所需要的啟動電流往往接近電機的堵轉電流,在做啟動試驗時電機的負載稍有變化,經常會有電機啟動不起來的“死機”現象,電機一會兒能夠啟動,一會兒又啟動不起來,找來找去找不出原因,還一味怪技術人員沒有水平,這是耐人尋味的。

 

下面就講解一下減小直流無刷電機堵轉電流的幾種方法

1)增加電機的電樞電阻,即在不影響電機性能和電流密度時電機的線徑不宜太大。在電機需要靠電池或整流電源供電的情況下,尤其需要考慮電機的堵轉電流。

 

2)減小電機電樞沖片的直徑,增加電機電樞長,即減小電機的細長比。電機電樞長了,相應電樞繞組電阻就大,這樣也可以適當限制電機的堵轉電流和啟動峰值電流。

 

(3)在電機供電回路中串入限流電阻,不使電機堵轉時的堵轉電流和啟動時的峰值電流太大。但是限流電阻是要消耗功率的,電阻要發熱,這點需注意。


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