【導讀】本文將以有刷直流電機為例,探討有刷直流電機的轉矩負載、有刷直流電機的轉速、有刷直流電機的電機電流之間的關系。
轉矩負載、轉速、電機電流之間的關系
有刷直流電機的轉矩負載、轉速、電機電流的關系為:當轉矩負載為零時,電機以最大轉速旋轉,當施加轉矩負載時,轉速會與轉矩負載的大小成反比下降;當轉矩負載為零時,電機電流最小,電機電流會與轉矩負載成比例地增加,當轉速為零時,電機電流最大。
基于有刷直流電機連接電源后的等效電路,各關系用公式來表示如下。
Ea:電源電壓
Ia:電機電流
R:電機的等效電阻
L:電機的等效電感
Ec:電機的發(fā)電電壓
在該等效電路中的DC關系為:Ea=Ia×R+Ec ……(1)
另外,由于電機的發(fā)電電壓Ec與轉速成反比,因此可以表達為:Ec=Ke×N ……(2)
※N:轉速 [rpm],Ke:反電動勢常數(shù) [V/rpm]
此外,由于電機轉矩T [N?m]與電機電流成反比,因此可以表達為:T=Kt×Ia ……(3)
※Kt:轉矩常數(shù) [N?m/A]
將公式(1)~(3)代入,整理后導出轉速N和轉矩T之間的關系:N=Ea/Ke-R/(Kt×Ke)×T ……(4)
將公式(4)中轉速N與轉矩T之間的關系(T-N特征)和公式(3)中轉矩T與電流I之間的關系(T-I特性),繪圖表示如下:
當對電機的負載轉矩為零時,轉速最大;當負載轉矩逐漸增加時,轉速與負載轉矩成比例地降低,并在某一負載轉矩時轉速變?yōu)榱恪_@個點的轉矩就是最大負載轉矩。
電機電流與負載轉矩成反比增加,當轉速變?yōu)榱銜r,負載轉矩最大。
在實際的電機中,即使在無負載狀態(tài)下,由于電機本身的摩擦等,也可能被施加輕微的電機負載轉矩,因此,即使是電機最大轉速時,電流也不會變?yōu)榱?,而是在實線的框內。如果是在理想狀態(tài)下,電機負載轉矩能夠變?yōu)榱愕脑?,則會呈現(xiàn)虛線的特性。
當電源電壓提高時,T-N特性將會向右上方平行移動,最大轉速和最大負載轉矩增加。對于T-I特性來說,最大電流值會增加。
來源:羅姆半導體
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