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科普知識
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直線電機

直線電機參數和選型

發布日期:2022-10-09 點擊率:84

  1. 最大電壓( max. voltage ph-ph) ———最大供電線電壓,主要與電機絕緣能力有關;
    2.最大推力(Peak Force) ———電機的峰值推力,短時,秒級,取決于電機電磁結構的安全極限能力;
    3.最大電流(Peak Current) ———最大工作電流,與最大推力想對應,低于電機的退磁電流;
    4.最大連續消耗功率(Max. Continuous Power Loss) ———確定溫升條件和散熱條件下,電機可連續運行的上限發熱損耗,反映電機的熱設計水準;
    5.最大速度(Maximum speed) ———在確定供電線電壓下的最高運行速度,取決于電機的反電勢線數,反映電機電磁設計的結果;
    6.馬達力常數(Motor Force Constant) ———電機的推力電流比,單位N/A或KN/A, 反映電機電磁設計的結果,在某種意義上也可以反映電磁設計水平;
    7.反向電動勢(Back EMF) ———電機反電勢(系數),單位Vs/m, 反映電機電磁設計的結果,影響電機在確定供電電壓下的最高運行速度; 
    8.馬達常數(Motor Constant) ———電機推力與功耗的平方根的比值,單位N/√W,是電機電磁設計和熱設計水平的綜合體現;
    9.磁極 節距NN(Magnet Pitch) ————電機次級永磁體的磁極間隔距離,基本不反映電機設計水平,驅動器需據此由反饋系統分辨率解算矢量控制所需的電機電角度;
    10.繞組電阻/每相(Resistance per phase)———電機的相電阻,一般情況下給出的往往是線電阻,即Ph-Ph,與電機發熱關系較大,在一定意義下可以反映電磁設計水平;
    11.繞組電感/每相(Induction per phase) ———電機的相電感,一般情況下給出的往往是線電感,即Ph-Ph,與電機反電勢有一定關系,在一定意義下可以反映電磁設計水平;
    12.電氣時間常數(Electrical time constant) ———電機電感與電阻的比值,L/R;
    13.熱阻抗(Thermal Resistance) ———與電機的散熱能力有關,反映電機的散熱設計水平;
    14.馬達引力(Motor Attraction Force) ———平板式有鐵心結構直線電機,尤其是永磁式電機,次極永磁體對初級鐵心的法向吸引力,一般高于電機額定推力一個數量級,直接決定采用直線電機的直線運動軸的支撐導軌的承載能力和選型。


 直線電機的選型首選推力或者速度,然后看連續消耗功率、熱阻和散熱方式和條件等,再次看供電電壓和電流,如果對快速性有要求還要看電氣時間常數。個人意見,最最反映直線電機性能水平的是推力平穩性、電機常數和熱阻,不過推力平穩性指標多數廠家未必會直接給出。

電機的推力系數一般以出力電流比來標示,比如N/A,Nm/A

反電勢系數一般用電壓速度比來標示,比如V/(m/s),V/(rpm)等

 以電機的機電轉換公式可以推導出其間的關系,具體過程如下:

直線電機的機械輸出功率為Pm=F*v =Cm*I*v,其中Cm為推力系數,I為電流,v為電機運行速度

電機電氣消耗功率中的電磁轉化功率為:Pe=ε*I=Ce*v*I,其中Ce為反電勢系數,v為電機運行速度, I為電流

令Pm=Pe,則有Cm*I*v=Ce*v*I,從而可以導出Cm=Ce,以此可以標1,此時的 ε 視同為直流系統的反電勢;

如果考慮Pe=3ε*I,即 ε 為相反電勢,則可以標為3;

如果考慮Pe=sqrt(3)*ε*I,即 ε 為線反電勢,則可以標為sqrt(3),即1.732;

如果給出的 ε 是幅值而非有效值,則還需要除sqrt(2),則有1.732/1.414=1.225


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