直流無刷電機是一種集電子技術、微電子技術、數(shù)字技術、自動控制產(chǎn)品以及材料科學科研成果為一體的高科技產(chǎn)品。
為了實際應用挑選合適的直流無刷電機是尤為重要的。依據(jù)電機的負載特性,必須確定合適的直流無刷電機主要參數(shù)。其主要參數(shù)如下:
(1)應用時的最大扭矩要求
最大的扭矩可以通過將負載扭矩、轉(zhuǎn)動慣量和摩擦力相加得到。另外,還有一些額外的因素影響最大需求扭矩如:氣隙空氣的阻力等,這就需要至少20%的扭矩余量,綜上所述,有以下等式:
TP = (TL + TJ + TF) x1.2
TJ為電機啟動或加速過程需要克服的轉(zhuǎn)動力矩,其主要包括電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動力矩和負載的轉(zhuǎn)動力矩,其表示為:
TJ = JL + Mxα
上式中α為加速度,JL+M為定子和負載的轉(zhuǎn)動力矩。 電機的機械軸決定電機的負載力矩和摩擦力。
(2)平方根(RMS)扭矩需求;
可以近似的認為平方根扭矩為實際應用中需要的持續(xù)輸出扭矩。它由很多因素決定:最大扭矩、負載扭矩、轉(zhuǎn)動慣量、加速、減速以及運行時間。下面的等式表示了平方根扭矩的計算,其中TA為加速時間、TD為減速時間和TR為運行時間。
TRMS = √ [{TP2 TA + (TL + TF)2TR + (TJ – TL – TF)2 TD}/(TA + TR + TD)]
(3)轉(zhuǎn)速要求。
這是有應用需求的轉(zhuǎn)速。比如,吹風機的轉(zhuǎn)速需求是,最高轉(zhuǎn)速和平均轉(zhuǎn)速相差不大,顯然在一些點對點定位系統(tǒng)如傳送帶和機械臂系統(tǒng)中就需要大轉(zhuǎn)速范圍的電機,可以根據(jù)電機的轉(zhuǎn)速梯形曲線確定直流無刷電機的轉(zhuǎn)速需求。通常,由于其他因素,在計算直流無刷電機轉(zhuǎn)速需求的時候需要留有10%余量。
直流無刷電機作為機電一體化電機產(chǎn)品,電機與配套的控制器是一個有機的整體,兩者應當同步設計,才能確保最佳的性能和最佳的成本,因此,作為直流無刷電機用戶,最佳采購方式是電機供應商和控制器供應商來自同一家公司。