無刷直流電動機電樞等效電阻的實例研究

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．珠海運控電機有限公司，廣東  珠海  519001)

摘要：用典型結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式的無刷直流電動機的實際數(shù)據(jù)，說明了通常認(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，它的值與電動機的轉(zhuǎn)速成正比，在轉(zhuǎn)速較高時，可以達(dá)到繞組電阻的若干倍。給出了電樞電阻及其各個分量的實驗測定方法。

關(guān)鍵詞：無刷直流電動機；電樞等效電阻；電樞繞組電阻；換向等效電阻

中圖分類號：TM381；      文獻標(biāo)識碼：A     文章編號：1001-6848(2002)01-0003-03

l  穩(wěn)態(tài)模型

    無刷直流電動機已獲得廣泛應(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)動的永蠢無刷直流電動機，穩(wěn)態(tài)模型與普通直流電動機一樣．為^[1,2]：

式中  U——電樞旋轉(zhuǎn)電壓

    k——旋轉(zhuǎn)電壓(反電勢)系數(shù)

    ω_r——轉(zhuǎn)子角速度

    T——電磁轉(zhuǎn)矩

    k_t——轉(zhuǎn)矩系致

    I——電樞電流

    V——螬電壓

    R——電樞電阻

T_t——機械損耗轉(zhuǎn)矩

T_L——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．在討論電樞電阻的測定時．都是介紹用電橋或歐姆計的方法對繞組電阻進行測試，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．僅為一個回路的簡單直流電路．電路的基本參數(shù)也只有一個電樞電阻R，電動機的穩(wěn)態(tài)特性當(dāng)然就與R密切相關(guān)．但是實際上穩(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單．只要對任意1臺無刷直流電動機的穩(wěn)態(tài)運行特性作定量的分析兢可以發(fā)現(xiàn)．

2樣機試驗

    1臺典墨結(jié)杓和驅(qū)動方式的無刷直流電動機．在直流電壓V=50V不變的條件下．測得的一組負(fù)載實驗數(shù)據(jù)如襲1所示．

可見，這時電樞電阻的值為：

 

    1#實驗樣機定子三相繞組為△接．一相繞組電阻用歐姆計測得為0．11Ω。電樞繞組的電阻為：

  式(4)和(5)相比較表明，樣機1-在所述狀態(tài)下，電樞電阻的值(R)與電樞繞組電阻(Ra)的值不懸同一個數(shù)量級，很難說明電樞繞組電阻基本上能代表電樞電阻的值．實驗時，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．也根本不能說明實際上電樞電阻的值為什么有式(4)衷示那么大．

    事實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：

    它的機理與有刷直流電動機相似，只不過常規(guī)作成曲線如圖2a、b所示。圖2a是電動機最基本的機械特性曲線，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=0時電動機的空載轉(zhuǎn)速n0=8300r/min;負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時，電動機的轉(zhuǎn)速下降，例如TL=0.5Nm時，nL=7100r/min,轉(zhuǎn)速下降了Δn=1200r