電機作為一種機械裝置,輸出直接用于驅(qū)動負載。而系統(tǒng)速度平穩(wěn)性和控制精度收到電機轉(zhuǎn)矩的影響,尤其在輕載和低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下,轉(zhuǎn)矩波動明顯增加。那電機轉(zhuǎn)矩波動的產(chǎn)生原因有哪些?下面合能的小編就給大家講解一下。
一、轉(zhuǎn)矩波動是什么
轉(zhuǎn)矩波動是各種工作機械傳動軸的時候出現(xiàn)扭矩的波動,與動力機械的工作能力、能源消耗、效率、運轉(zhuǎn)壽命及安全性能等因素緊密聯(lián)系,轉(zhuǎn)矩的測量對傳動軸載荷的確定與控制、傳動系統(tǒng)工作零件的強度設(shè)計以及原動機容量的選擇等都具有重要的意義。通俗地講就是電機由于機械結(jié)構(gòu)和本身轉(zhuǎn)子慣量輸出一定轉(zhuǎn)矩的上下波動。
二、轉(zhuǎn)矩波動的原因
1、電磁轉(zhuǎn)矩引起
從工作原理看正弦波驅(qū)動是一種高性能的控制方式,電流是連續(xù)的、正弦波交流電流與反電動勢共同作用產(chǎn)生光滑平穩(wěn)的電磁轉(zhuǎn)矩。從電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理就決定了直流無刷電機轉(zhuǎn)矩波動比正弦波驅(qū)動要大許多。但在實際電機,由于設(shè)計和制造方面的原因,很難做到反電動勢為平頂寬度120°電角度的梯形波;實際上,大多數(shù)直流無刷電機的反電動勢波形都不可能是梯形波,而更接近于正弦波;這樣,電流波形也就必然偏離方波,這些非理想情況都會導(dǎo)致其電磁轉(zhuǎn)矩存在原理性波動。
2、換相引起波動
電機工作時,定子繞組按一定順序換相。即使在符合反電動勢為平頂寬度120°電角度梯形波,定子電流為方波的理想情況下,由于相繞組存在電感,在每兩個狀態(tài)之間存在一個換相時段,電樞繞組中的電流從某一相切換到另一相時有一個過渡過程,電流變化的滯后使換相期間產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩存在明顯的波動,稱為換相轉(zhuǎn)矩波動。
3、齒槽力矩引起
(1)當(dāng)轉(zhuǎn)子處于不同角度時,氣隙磁場就要發(fā)生變化,產(chǎn)生齒槽轉(zhuǎn)矩。齒槽轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子位置有關(guān),因而引起轉(zhuǎn)矩波動。在電機低速輕載運行時,齒槽轉(zhuǎn)矩將引起明顯的轉(zhuǎn)速波動,并產(chǎn)生振動和噪聲。
(2)齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的原因與前述兩種引起轉(zhuǎn)矩波動的原因不同。前述兩種引起轉(zhuǎn)矩波動的原因均在于定子電流與轉(zhuǎn)子磁場的相互作用,而齒槽轉(zhuǎn)矩是由定子鐵心與轉(zhuǎn)子磁場相互作用產(chǎn)生的。
4、電樞反應(yīng)引起
電樞磁動勢對氣隙永磁主磁場的影響,稱為電樞反應(yīng)。直流無刷電機的電樞反應(yīng)比較復(fù)雜。電樞反應(yīng)磁動勢會使氣隙主磁場波形發(fā)生畸變,氣隙主磁場的磁通密度不再是空載時的方波,反電動勢也隨之畸變,從而引起轉(zhuǎn)矩波動。
5、機械工藝引起
電機機械工藝缺陷和材料不一致也是引起電機轉(zhuǎn)矩波動的重要原因之一。例如電機機械加工及裝配時產(chǎn)生的尺寸和形位偏差,定子沖片各槽分布不均勻,定子內(nèi)、外圓偏心,定、轉(zhuǎn)子同軸度偏差等產(chǎn)生的單邊磁拉力;轉(zhuǎn)子位置傳感器定位不準(zhǔn)導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波動;各相繞組參數(shù)不對稱及電子元器件性能參數(shù)的差異而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩波動;磁路中各零件材料特別是每個磁極永磁體性能不一致而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩波動等。因此,提高加工制造水平也是減少轉(zhuǎn)矩波動的重要措施。
三、轉(zhuǎn)矩波動的負面影響
1、噪聲頻率大
噪聲的危害程度主要取決于噪聲的頻率、強度及暴露時間。噪聲不僅對人們的生活和工作造成干擾,還對聽力造成損傷。電機運用于很多日常生活中產(chǎn)品中,比如風(fēng)扇、空調(diào)、吊扇等,風(fēng)扇噪聲大、空調(diào)噪聲大將直接影響睡眠質(zhì)量。
2、引起系統(tǒng)共振
電機轉(zhuǎn)矩周期性波動,如果產(chǎn)生的頻率與系統(tǒng)固有頻率一致,那么容易引起系統(tǒng)共振,特別是一些外殼為塑料的產(chǎn)品,轉(zhuǎn)矩波動非常容易產(chǎn)生共振現(xiàn)象,如風(fēng)扇共振、空調(diào)共振等。
3、輻射干擾大
電機轉(zhuǎn)矩波動的源頭之一為電流波動,變化的電流產(chǎn)生變化的磁場,電流波動大導(dǎo)致輻射大,以至于傳導(dǎo)和空間輻射超標(biāo)。
4、其他方面
電機轉(zhuǎn)矩波動,力矩波動,導(dǎo)致加工不均勻,甚至知識加工部件斷裂,損壞等現(xiàn)象,加工精度變差。在某些方面電機轉(zhuǎn)矩波動導(dǎo)致機械部件出現(xiàn)周期性的一側(cè)受用磨損,加快系統(tǒng)老化程度。
上述內(nèi)容就是電機轉(zhuǎn)矩波動的產(chǎn)生原因有哪些的回答,還有轉(zhuǎn)矩波動帶來的負面影響,希望能對大家有所幫助。電機轉(zhuǎn)矩波動與電機的工作效率、運轉(zhuǎn)、能源消耗等關(guān)系密切,在生產(chǎn)中起著重要作用,所以要密切關(guān)注電機的轉(zhuǎn)矩波動。洛陽合能電氣有限公司自主研發(fā)設(shè)計
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