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1、有刷無鐵心直流電機技術說明書SimonPata有刷無鐵心直流電機(C)2009,Portescap.Allrightsreserved.有刷無鐵心直流電機技術說明書有刷無鐵心直流電機廣泛地應用于各種產品和系統(tǒng)，如醫(yī)療、機器人、工廠自動化、安全與訪問、民航和航空產品。無鐵心技術所達到的性能遠遠超過傳統(tǒng)的鐵心有刷直流電機。這是一種獨特的設計概念，其主要優(yōu)點包括：無鐵心損耗、低磨擦和良好的散熱性，實現了電機的高效率，是電池供電型設備的理想選擇。低慣量轉子設計實現了非常高的加速度和較快的反應時間。最后，線性轉矩速度特性使電機極易驅動。這份技術說明書將簡要介紹無
2、鐵心直流電機。其目的是幫助工程師更好地了解有刷無鐵心直流電機的基本原理，幫助他們?yōu)楦鞣N應用選擇最佳的電機。1.有刷無鐵心直流電機的基本公式采用無鐵心轉子的電機可通過以下簡圖來表示。IUo:電源電壓RI:電流Ui:轉子中的感應電壓Uo=R*I+UiUoR:繞組電阻Ui轉子中的感應電壓與轉子的角速度成正比Ui=k*ωk:轉矩常數ω:角速度因此，可以得出以下公式：U=R*I+k*ω(1)(C)2009,Portescap.Allrightsreserved.(V)(?)(A)(Nm/a)(rd/s)無鐵心直流電機的特別之處是其速度和轉矩函數是線性的。速度與電
3、壓成正比，并且轉矩與電流成正比。T=k*(I–Io)(2)(Nm)(Nm/A)(A)(A)I:電樞電流Io:空載電流2.如何計算機械功率、電功率和效率？電機的機械功率等于電機的電功率和（熱）耗散功率之和：Pelect=Pmech+PJ輸入損耗(4)2(3)PJ=R*I+k*Io*ωPelect=U*I輸出(5)Pmech=T*ω效率等于機械功率和電功率之比。η=Pmech/Pelect(6)有刷無鐵心直流電機的效率可高達90%。注意：最高的效率在高速度時獲得。3.理解這些公式–需要記住4個要素:(C)2009,Portescap.Allrightsre
4、served.η:效率η:效率n:速度n:速度P:功率P:功率I:電流I:電流#1:電機中的電流與電機轉矩成正比。#2:電機的速度與電源電壓成正比。#3:最高的效率在高速度時獲得。#4:當負載轉矩等于失速轉矩的一半時，機械功率達到最大值。4.如何計算轉子溫度以及該溫度條件下的轉子電阻(有刷無鐵心直流電機的最大繞組溫度通常為155°C)2R22*I*(Rth1+Rth2)*(1-22α)+TaTr=––––––––––––––––––––––––(7)R=R22*(1+α*ΔTemp)(8)21-α*R22*I*(Rth1+Rth2)Tr:轉子溫度(°C
5、)R22:22°C時的電機電阻（歐姆）－目錄值I:電流（安培）Rth1:轉子到機殼的熱阻抗(°C/W)－目錄值Rth2:機殼到環(huán)境的熱阻抗(°C/W)－目錄值α:銅的熱阻系數(0.0039/°C)Ta:環(huán)境溫度(°C)R:電阻(歐姆)(C)2009,Portescap.Allrightsreserved.ΔTemp=Tr-225.如何計算系統(tǒng)的時間常數和有刷無鐵心直流電機的啟動時間（電壓驅動）τ=τM*(1+JL/JM)t=(9)τ*ln(ω1/(ω1-ω))(10)τ:電機加負載的時間常數（毫秒）τM:電機的時間常數（毫秒）－目錄值JL:負載慣量(千
6、克平方米)JM:電機慣量(千克平方米)－目錄值t:啟動時間（毫秒）ω1:時間無窮大時的角速度(弧度/秒)ω:s一段時間t后的角速度(弧度/秒)6.Portescap無刷無鐵心直流技術簡介(C)2009,Portescap.Allrightsreserved.概念信息電機特性應用優(yōu)勢較高的加速度，最適合增速轉動較低的轉動慣量線性的轉矩速度功能，抗震無鐵芯轉子效率高，較低的磨擦損耗無磁滯現象和渦流損耗最適合電池供電無磁飽和較高的峰值轉矩，無退磁風險中央定子磁體單位尺寸和重量的功率較高最適合便攜/小型設備或要求小尺寸的應用較小的粘性阻尼系數較高的峰值速度，由
7、速度導致的損耗較小小型軸承較低的啟動電壓貴金屬整流系統(tǒng)較小的磨擦，較低的電噪聲低損耗、低磨損、低電磁干擾較大的連續(xù)轉矩和峰值轉矩，無電機退磁風險。較長的可整流的較高的電流密度使用壽命。最適合載波驅動Ratafente?系列在同等尺寸的電機中連續(xù)轉矩最高，重量輕，尺寸小，Copper-Graphic整流額定電機溫度高達155°C簡化了冷卻系統(tǒng)非常緊湊的整流系統(tǒng)極佳的抗沖擊性和抗震性較大的轉矩慣量比較高的加速度，較小的機械時間常數7.舉例－微型氣泵應用裝有一節(jié)6伏0.6安電池的微型氣泵，所需的流量范圍為850-2500毫升/分鐘，這相當于轉矩T=3mNm（
8、每分鐘9000轉時,ω=942.5弧度/秒)所要求的機械功率為：Pmech=T*ω=0.003
