無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)電樞等效電阻的實(shí)例研究
韓光鮮l，謝占明1，王宗培1，程 智2
(1．喻爾滇工業(yè)大學(xué)．黑龍江哈爾濱 150001;
2．珠海運(yùn)控電機(jī)有限公司，廣東 珠海 519001)
摘要：用典型結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的實(shí)際數(shù)據(jù)，說(shuō)明了通常認(rèn)為電樞等效電阻基本上由繞組電阻決定的概念與事實(shí)有很大出入。指出換向等效電阻的影響不可忽略，它的值與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可以達(dá)到繞組電阻的若干倍。給出了電樞電阻及其各個(gè)分量的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法。
關(guān)鍵詞：無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)；電樞等效電阻；電樞繞組電阻；換向等效電阻
中圖分類號(hào)：TM381； 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-6848(2002)01-0003-03
l 穩(wěn)態(tài)模型
無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)已獲得廣泛應(yīng)用，它的基本理論巳相當(dāng)成熟，典型結(jié)構(gòu)的方波驅(qū)動(dòng)的永蠢無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，穩(wěn)態(tài)模型與普通直流電動(dòng)機(jī)一樣．為[1,2]：
式中 U——電樞旋轉(zhuǎn)電壓
k——旋轉(zhuǎn)電壓(反電勢(shì))系數(shù)
ωr——轉(zhuǎn)子角速度
T——電磁轉(zhuǎn)矩
kt——轉(zhuǎn)矩系致
I——電樞電流
V——螬電壓
R——電樞電阻
Tt——機(jī)械損耗轉(zhuǎn)矩
TL——負(fù)載轉(zhuǎn)矩
通常認(rèn)為電樞電阻為：
R包括繞組直流電阻Ra與功率管導(dǎo)通電阻Rb二部分．并且認(rèn)為在多致情況下風(fēng)與螬電壓V相比很小，可以略去不計(jì)．在討論電樞電阻的測(cè)定時(shí)．都是介紹用電橋或歐姆計(jì)的方法對(duì)繞組電阻進(jìn)行測(cè)試，并考慮繞組的不罔接法及溫度影響等[3]。
模型表明，從電路的角度看．僅為一個(gè)回路的簡(jiǎn)單直流電路．電路的基本參數(shù)也只有一個(gè)電樞電阻R，電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)特性當(dāng)然就與R密切相關(guān)．但是實(shí)際上穩(wěn)態(tài)模型中的電樞電阻并不是基本上等于繞組電阻那么簡(jiǎn)單．只要對(duì)任意1臺(tái)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性作定量的分析兢可以發(fā)現(xiàn)．
2樣機(jī)試驗(yàn)
1臺(tái)典墨結(jié)杓和驅(qū)動(dòng)方式的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)．在直流電壓V=50V不變的條件下．測(cè)得的一組負(fù)載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如襲1所示．
可見，這時(shí)電樞電阻的值為：
1#實(shí)驗(yàn)樣機(jī)定子三相繞組為△接．一相繞組電阻用歐姆計(jì)測(cè)得為0．11Ω。電樞繞組的電阻為：
式(4)和(5)相比較表明，樣機(jī)1-在所述狀態(tài)下，電樞電阻的值(R)與電樞繞組電阻(Ra)的值不懸同一個(gè)數(shù)量級(jí)，很難說(shuō)明電樞繞組電阻基本上能代表電樞電阻的值．實(shí)驗(yàn)時(shí)，電源電壓嚴(yán)格保持恒定不變．聯(lián)接導(dǎo)線的電阻盡量藏小．功率管的導(dǎo)通電阻也習(xí)艮小．所以就是考慮電樞繞組電路其他各部分電阻的影響．也根本不能說(shuō)明實(shí)際上電樞電阻的值為什么有式(4)衷示那么大．
事實(shí)上電樞等效電阻除了電樞繞組電阻(Rs)和功率管的導(dǎo)通電阻(Rb)以外．還有一硬不可忽視的部分,印換尚等效電阻(Rc)．于是：
它的機(jī)理與有刷直流電動(dòng)機(jī)相似，只不過(guò)常規(guī)作成曲線如圖2a、b所示。圖2a是電動(dòng)機(jī)最基本的機(jī)械特性曲線，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=0時(shí)電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速n0=8300r/min;負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，例如TL=0.5Nm時(shí)，nL=7100r/min,轉(zhuǎn)速下降了Δn=1200r |
