无刷电机的输入要素U、I和输出要素T、n
无刷电机将电能转换成机械能就是:电源电压是U的直流电压,加于负载转矩为T的无刷电机上,那么该无刷电机出轴的转速为n,电机电源的输入电流为I,称该无刷电机的输入要素U、I,该无刷电机输出要素为T、n.
一.无刷电机的输入要素U、I:
- 从简化的角度看,无刷电机可以看作电子换向的永磁直流电机.这时电源的电压是纯粹的直流电压U,当电源电压U加在带有一定负载转矩T(空载也有一定负载转矩)的无刷电机上后,电源必须提供一定的电流I,该电流是纯粹的直流电流.因此电机的输入功率为P1=UI.
- 无刷电机必须靠控制器控制后才能工作,直流电源输入控制器的电压最简单的是直流电压,如果交流电源,也必须先转成直流电压后给控制器.控制器把直流电通过线路转换成调频、调幅或不同形状的各种形式的电流,提供给无刷电机,使无刷电机能以各种方式远行、工作.
- 但是不管控制器的电压或电流形式转换多么复杂,电流输入可以确定的是直流供电,办理入的是纯粹的直流电流.无刷电机的输入功率是P1=UI计算.因此,电机的输入要素只有两个:U和I.
二.无刷电机的办理出要素T、n:
- 无刷电机在通电后,电机会以空载转速n0转动,电枢线组切割磁力线产生与转速相对应的反电动势E,电源输入相对应的电流I0,如果在它的轴上加一个转矩T外加转矩,那么电机转子轴上会产生一个与外加转矩大小相等、方向相反的输出转矩T,转速会从空载转速n0下降到电机的负载转速n,电流相应加大到I.
- 无刷电机 输出功率P2=nT/9.5493,完成了通过无刷电机从电功率P1转换成机械功率P2过程.因此无刷电机的输出要素也只有两个:T、n.
三.无刷电机输入要素和输出要素之间的关系:
- 如果认为无刷电机是一个电子换向器直流电机,那么无刷电机输入要素和输出要素之间的相应关系是比较简单的.连接无刷电机输入要素和输出要素的是:
KT=△T/△I=T/(I-I0), KE=△U/△n=(U-E)/n
- 已知KT=9.4593KE,因此连接无刷电机输入要素和输出要素的因素只有一个,这就是电机的转矩常数KT.可以看出:转矩常数KT是无刷电机机械特性曲线和电机输入和输出要素中唯一的非党重要的常数.
- 无刷电机的内部要素在电磁上只有N、φ,就是说电机内部的磁链Nφ把电机的输入和输出要素联系起来.
- 电机能量转换的关系是:电能以I、U形式,通过无刷电机内部磁链Nφ,以n、T方式输出机械能,如下图示;
它们之间存在这样的简单关系:
KT=Nφ/2π=△T/△I, KE=Nφ/60=△U/△n, KT=60/2πKE
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