理论教育 无刷直流电动机单回路等效电路及其视在电阻Rs优化

无刷直流电动机单回路等效电路及其视在电阻Rs优化

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:参考文献[16,17]将此电阻称为无刷直流电动机电枢等效电阻。所以,将它称为视在电阻较适宜。图4-22 无刷直流电动机单回路等效电路如果这个简单等效电路原理是成立的话,在每相绕组各串联一个电阻或在直流电源输出线串联一个相同的电阻,这两种情况下电机特性应当相同。单回路等效电路表示电机外在电气物理量:直流电压,平均电流,反电动势之间的关系。绕组电阻与视在电阻Rs之比等于平均电流比KA。

无刷直流电动机单回路等效电路及其视在电阻Rs优化

三相无刷直流电动机本来是三回路电路,但它可以用如图4-22所示的一个简单的单回路等效电路表示其外在电气物理量关系,这里它给出外施直流电压U,平均电流Iav,等效反电动势Eeq=2E,和一个电阻Rs的关系:

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为了要与式(4-32)一致,必须有

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这里,引入一个称为视在电阻的Rs,使图4-22所示的简单等效电路成立。上式表明,视在电阻Rs与绕组电阻(2R)之比反比于平均电流比KA。由平均电流比函数关系图可见,当计及电感时,视在电阻Rs将大于绕组电阻。如果x(换相周期时间比)小于1,视在电阻Rs将是绕组电阻几倍,甚至几十倍。在表4-5给出该例1样机的视在电阻Rs与绕组电阻之比在不同转速下的值,约为4倍左右。参考文献[16,17]将此电阻称为无刷直流电动机电枢等效电阻。例如参考文献[16]给出一台50W无刷直流电动机的分析研究实例,在某负载转矩时其视在电阻Rs与绕组电阻之比为0.802/0.073=11倍。

必须指出,这个简单等效电路和视在电阻只体现了在电压平衡方程式上是等效的,但在功率计算上是不等效的,例如不能够用来计算绕组的欧姆损耗。所以,将它称为视在电阻较适宜。

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图4-22 无刷直流电动机单回路等效电路

如果这个简单等效电路原理是成立的话,在每相绕组各串联一个电阻或在直流电源输出线串联一个相同的电阻,这两种情况下电机特性应当相同。下面的试验,可以作为此等效电路一个旁证。一台被试高速三相无刷电机型号DT2213,电压U=9V,每相绕组电阻R=0.0455Ω,2R=0.091Ω。试验对比在每相绕组输入端各串联电阻Rcl,和在直流电源输出线串联相同的电阻Rcl。分别作了串联电阻Rcl=2R和4R的空载试验和负载试验,负载试验采用安装同一个风叶作为负载。试验结果见表4-7和表4-8。从表可见,两个对比试验说明,串联电阻两种放置方式下空载和负载试验结果是十分相近的,误差很小。

表4-7 串联电阻Rcl=2R=0.091Ω对比试验

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表4-8 串联电阻Rcl=4R=0.182Ω对比试验

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上述试验结果说明,引入一个称为视在电阻的Rs,以一个简单的单回路表示三回路三相无刷电机的等效电路是可行的。单回路等效电路表示电机外在电气物理量:直流电压,平均电流,反电动势之间的关系。绕组电阻(2R)与视在电阻Rs之比等于平均电流比KA

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