該系列文章中,直到上一篇文章都介紹的是有刷直流電機的原理。本文將介紹有刷直流電機的基本特性。
有刷直流電機的特性
簡而言之,當將電源電壓施加到有刷直流電機時,電流流動并且有刷直流電機旋轉。電源電壓、轉速和轉矩等特性之間都是彼此相關的。下面使用有刷直流電機的等效電路和公式進行說明。
●閉合電路直流關系表達式:
*Ea:電源電壓,R:電樞電阻,Ia:電機電流,
Ec:電機感應電壓
電源電壓Ea是電樞電阻R與電機電流Ia相乘的值再加上感應電壓Ec而得到的值。電樞電阻是繞組和鐵芯的電阻分量。歐姆定律本身就是電阻×電流等于電壓。感應電壓是由電機的旋轉產生的電壓(發電),是新增的電壓。
●有刷直流電機 等效電路電機感應電壓:
*Ec:電機感應電壓,Ke:反電動勢系數,N:轉速
電機的感應電壓Ec是反電動勢常數Ke乘以轉速N而獲得的值。因此,電機的感應電壓與轉速成正比。
●電機轉矩:
*T:轉矩,Kt:轉矩常數,Ia:電機電流
電機的轉矩T是轉矩常數Kt乘以電機電流Ia而獲得的值。因此,電機轉矩與電流成正比。
●轉速和轉矩之間的關系:
該公式匯總了上述電機感應電壓和轉矩的公式,并給出了轉速N和轉矩T之間的關系。通過公式可以看出,因為Ke和Kt是常數,所以1)當施加扭矩T時,轉速N以恒定值減小,并且2)當扭矩T恒定時,轉速N與電源電壓Ea成正比地增加。
右圖中匯總了上面的關系。轉矩-轉速(T-N)特性是當施加轉矩時轉速以恒定值減小,也就是成反比。另外,當提高電源電壓時,施加到電機的電壓將增加,轉速提高。當轉速為零時轉矩最大。
轉矩-電流(T-I)特性是當施加轉矩時,電機電流以恒定值增加,即與施加的轉矩成正比。在最大轉矩時,也就是轉速為零時,電機電流最大。
在驅動電機時,應基于該關系來考慮驅動條件。
電機參數的單位
由于在前面的說明中提到了一些電機參數,所以在此列出這些電機參數的常用單位。
轉速N:min-1,rpm,rad/s
轉矩T:N?m
反電動勢系數Ke:V?s/rad,V/rpm
轉矩常數Kt:N?m/A
有些電機參數有多個單位表示法,但是作為將電能轉換為機械能時的單位,需要按照粗體顯示的單位N·m、rad / s、V·s / rad來統一。
審核編輯:湯梓紅
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