直流无刷电机-单相 永磁同步电机正反转-大连永磁同步电机
作者:火山电气2019/12/3 21:54:07

为实际应用选择合适的电机是至关重要的。根据电机的负载特性,需要确定合适的电机参数。其主要参数有以下几点:
·应用是的扭矩要求;
·平方根(RMS)扭矩需求;
·转速要求。




1 扭矩
扭矩可以通过将负载扭矩、转动惯量和摩擦力相加得到。另外,还有一些额外的因素影响需求扭矩如:气隙空气的阻力等,这就需要至少20%的扭矩余量,综上所述,有以下等式:
TP = (TL TJ TF) * 1.2
TJ为电机启动或加速过程需要克服的转动力矩,其主要包括电机转子的转动力矩和负载的转动力矩,其表示为:
TJ = JL M * α
上式中α为加速度,JL M为定子和负载的转动力矩。电机的机械轴决定电机的负载力矩和摩擦力。




2 平方根扭矩
可以近似的认为平方根扭矩为实际应用中需要的持续输出扭矩。它由很多因素决定:扭矩、负载扭矩、转动惯量、加速、减速以及运行时间。下面的等式表示了平方根扭矩的计算,其中TA为加速时间、TD为减速时间和TR为运行时间。
TRMS = √ [{TP2 TA (TL TF)2TR (TJ – TL – TF)2 TD}/(TA TR TD)]

3 转速
这是有应用需求的转速。比如,吹风机的转速需求是,转速和平均转速相差不大,显然在一些点对点***系统如传送带和机械臂系统中就需要大转速范围的电机,可以根据电机的转速梯形曲线()确定电机的转速需求。通常,由于其他因素,在计算电机转速需求的时候需要留有10%余量。


BLDC属于同步电机的一种,这就意味着它的定子产生的磁场和转子产生的磁场是同频率的,永磁同步电机控制有前途吗,所以BLDC并不会产生普通感应电机的频差现象。BLDC中又有单相、2相和3相电机的区别,相类型的不同决定其定子线圈绕组的多少。在这里我们将集中讨论的是应用***为广泛的3相BLDC。



2.1 定子
BLDC定子是由许多硅钢片经过叠压和轴向冲压而成,每个冲槽内都有一定的线圈组成了绕组,可以参见下图。从传统意义上讲,BLDC的定子和感应电机的定子有点类似,不过在定子绕组的分布上有一定的差别。大多数的BLDC定子有3个呈星行排列的绕组,每个绕组又由许多内部结合的钢片按照一定的方式组成,偶数个绕组分布在定子的周围组成了偶数个磁极。




BLDC的定子绕组可以分为梯形和正弦两种绕组,它们的根本区别在于由于绕组的不同连接方式使它们产生的反电动势(反电动势的相关介绍请参加EMF一节)不同,分别呈现梯形和正弦波形,故用此命名了。梯形和正弦绕组产生的反电动势的波形图如下图。
另外还需要对反电动势的一点说明就是绕组的不同其相电流也是呈现梯形和正弦波形,可想而知正弦绕组由于波形平滑所以运行起来相对梯形绕组来说就更平稳一些。但是,正弦型绕组由于有更多绕组使得其在铜线的使用上就相对梯形绕组要多。
由于应用电压的不同,我们可以根据需要选择不同电压范围的无刷电机。48V及其以下应用电压的电机可以用在汽车、机器人、小型机械臂等方面。100V及其以上电压范围的电机可以用在专用器具、自动控制以及工业生产领域。

2.2 转子
定子是2至8对永磁体按照N极和S极交替排列在转子周围构成的(内转子型),如果是外转子型BLDC那么就是贴在转子内壁咯。


I.D.(Industrial Drives)是美国科尔摩根(Kollmorgen)的工业驱动分部,曾生产BR-210、BR-310、BR-510 三个系列共41个规格的无刷伺服电动机和BDS3型伺服驱动器。自1989年起推出了全新系列设计的永磁交流伺服电动机(Goldline),包括B(小惯量)、M(中惯量)和EB(防爆型)三大类,有10、20、40、60、80五种机座号,每大类有42个规格,全部采用钕铁硼永磁材料,力矩范围为0.84~111.2N.m,功率范围为0.54~15.7kW。配套驱动器有BDS4(模拟型)、BDS5(数字型、含位置控制)和***art Drive(数字型)三个系列,单相 永磁同步电机正反转,大连续电流55A。Goldline系列代表了当代永磁交流伺服技术新水平。




爱尔兰的Inland原为Kollmorgen在国外的一个分部,大连永磁同步电机,现合并到AEG,以生产直流伺服电动机、直流力矩电动机和伺服放大器而闻名。生产BHT1100、2200、3300三种机座号共17种规格的***Co永磁交流伺服电动机和八种控制器。
  法国Alsthom集团在巴黎的Parvex工厂生产LC系列(长型)和GC系列(短型)交流伺服电动机共14个规格,并生产AXODYN系列驱动器。




  前苏联为数控机床和机器人伺服控制开发了两个系列的交流伺服电动机。其中ДBy系列采用铁氧体永磁,100w交流永磁同步电机,有两个机座号,每个机座号有3种铁心长度,各有两种绕组数据,共12个规格,连续力矩范围为7~35N.m。2ДBy系列采用稀土永磁,6个机座号17个规格,力矩范围为0.1~170N.m,配套的是3ДБ型控制器。


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