前面提到,简化模型是忽略了绕组电感的模型,给出的基本特性计算公式可直接用于低电感的(例如无槽结构的)或工作于低速的无刷直流电机计算,它们的绕组时间常数比换相周期小许多的情况。
看一个无槽结构无刷直流电机的例子:国外Global Motion Products公司生产系列无槽无刷直流电机。产品型号B35E24BZ000是一款高速无槽无刷直流电机,在下网址提供较完整性能资料http://gmpwebsite.com/PDF/B35E24BZ000.pdf,它的技术数据如下:
电机外形 外径35mm,长60mm;
额定电压 24.0V;
空载转速 15000r/min;
堵转转矩 330.3mN·m;
空载电流 0.200A;
峰值输出功率 128.5W;
转矩常数 15.14mN·m/A;
端电阻 1.10Ω;
反电动势常数 1.59V/(kr/min);
绕组电感 0.130mH;
速度/转矩斜率 45.4(r/min)/(mN·m);
最大效率 82%;
电机常数 14.43mN·m/。
参照本章4.4节分析,由给出的绕组电感和电阻计算相绕组的电磁时间常数
在最高转速,一个状态角对应的换相周期时间(www.daowen.com)
显然,换相周期时间比电磁时间常数大许多。用表示一个状态角换相周期时间
与绕组电磁时间常数的比
所以,绕组的电感影响可以忽略。可以按简化模型进行计算。
利用厂家上面的数据,按本节相关公式进行如下计算:
1)由给出的反电动势常数1.59V/(kr/min),转换单位制:KE=1.59/0.105=15.14V/rad·s-1,它与给出的转矩常数15.14mN·m/A相等。说明符合KE=KT。
2)由给出的反电动势常数1.59V/(kr/min),按式(4-3),计算理想空载转速(24/1.59)r/min=15094r/min。比给出的空载转速15000r/min稍高,符合。
3)由4.1.5节公式计算粘性阻尼系数
计算速度/转矩斜率Kg=ΔΩ/ΔT=1/D=45.7(r/min)/(mN·m)它与给出的速度/转矩斜率45.4(r/min)/(mN·m)相同。
4)由4.1.5节公式,计算电机常数
它和给出的电机常数14.43mN·m/相同。
厂家在该网页还给出该电机的特性图,见图4-6。尽管是高速电机,由于无槽电机有低电感,特性图显示具有线性的转速—转矩特性、转矩—电流特性。图中还给出输出功率、效率与转矩关系曲线。
图4-6 一款国外的高速无槽无刷直流电机特性图
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