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．喻爾滇工業大學．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：用典型結構和驅動方式的無刷直流電動機的實際數據，說明了通常認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速成正比，在轉速較高時，可以達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；      文獻標識碼：A     文章編號：1001-6848(2002)01-0003-03

l  穩態模型

    無刷直流電動機已獲得廣泛應用，它的基本理論巳相當成熟，典型結構的方波驅動的永蠢無刷直流電動機，穩態模型與普通直流電動機一樣．為^[1,2]：

式中  U——電樞旋轉電壓

    k——旋轉電壓(反電勢)系數

    ω_r——轉子角速度

    T——電磁轉矩

    k_t——轉矩系致

    I——電樞電流

    V——螬電壓

    R——電樞電阻

T_t——機械損耗轉矩

T_L——負載轉矩

     通常認為電樞電阻為：

     R包括繞組直流電阻Ra與功率管導通電阻Rb二部分．并且認為在多致情況下風與螬電壓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．電路的基本參數也只有一個電樞電阻R，電動機的穩態特性當然就與R密切相關．但是實際上穩態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態運行特性作定量的分析兢可以發現．

2樣機試驗

    1臺典墨結杓和驅動方式的無刷直流電動機．在直流電壓V=50V不變的條件下．測得的一組負載實驗數據如襲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-在所述狀態下，電樞電阻的值(R)與電樞繞組電阻(Ra)的值不懸同一個數量級，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，電源電壓嚴格保持恒定不變．聯接導線的電阻盡量藏小．功率管的導通電阻也習艮小．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，負載轉矩TL=0時電動機的空載轉速n0=8300r/min;負載轉矩增大時，電動機的轉速下降，例如TL=0.5Nm時，nL=7100r/min,轉速下降了Δn=1200r