120xa正反轉引數 無刷電機一些關鍵引數的測量

2021-10-12 21:18:05 字數 1747 閱讀 4967

電機引數的測量是正確除錯電機的前提,尤其在無感除錯中,引數的正確與否直接影響電機能否正常執行。 測量引數時可以使用 st 提供的 motor profiler 也可以手動測量。

電機的一些關鍵引數包括相電阻、相電感、反電動勢常數、極對數以及轉動慣量等。

相電阻的測量可以使用萬用表做粗略的測量,或者使用電橋測量。萬用表兩端分別連線電機的任意兩相,所得到的阻值的一半就是相電阻。

相電感一般使用電橋測量,常見的測量方法是將電橋頻率設為 1khz 以上,也可以設定為系統 pwm 所使用的的頻率,電壓給 1v 左右,然後測量電機在該頻率下的電感。

同樣用電橋的兩端連線電機的任意兩相,得到的電感值的一半就是相電感;為了提高準確度,可以旋轉一圈,多次測量求平均值。

反電動勢常數一般採用電機對拖的方式進行測量。小型電機可以使用電動工具帶動電機旋轉,同時示波器觀測電機的反電動勢波形,計算波峰與波谷的電壓值,並計算此時的轉速,反電動勢常數由下式計算得出:

u 是反電動勢的幅值,單位是伏特 v ,ω 是旋轉角速度,單位是 rad/s,n 為轉速,單位是rpm,ke 的單位是 v∙s/rad, 實際使用中常常使用 rpm 表示電機的速度,使用 v/krpm 表示反電動勢常數的單位 ,它們之間的轉換關係如下:

關於電機的極對數,一般電機廠商都會給出,如果不確定,也可以通過測試得到。

可以使用低壓直流電源,限制一定的電流,載入到三相中的任意兩相,用手轉動電機一圈,有穩定位置的個數就是極對數。

當然也可以通過示波器測試,將示波器的端子和地連線到三相電機的任意兩相上,用手轉動電機一圈,出現幾個正弦波,就是幾對極。

假如極對數為p,那麼機械轉速與電氣速度的關係為:機械轉速×p=電氣速度

在電機的加減速控制中,常常會涉及到轉動慣量的測量。

轉動慣量是一種表徵剛體轉動慣性大小的物理量,與剛體的質量、質量相對於轉軸的分布等有關。

轉動慣量對整個無刷電機控制系統的精度、穩定性以及動態響應都有很大的影響,特別是頻繁的正反轉切換、頻繁的加減速過程中,轉動慣量的影響非常明顯。

小慣量的電機啟動很快,制動效能也好,頻繁加減速響應快,適合輕負載、高速度的場合。但是如果負載很大,電機慣量很小,那麼這時候可能會對電機軸造成損壞,因此電機的轉動慣量與折算到電機軸的負載慣量應該合理匹配,過大過小都不合適。

常見的無刷電機轉動慣量的測定方法包括自減速法、輔助擺錘法以及扭擺法。這裡以常用的自減速法為例,簡單說明無刷直流電機轉動慣量的測試方法。

給電機額定勵磁電流,轉速高於額定轉速時,讓電機空載運轉;等電機平穩後迅速切斷電機電源,電機在慣性狀態下會繼續執行,並自然減速,測定電機的減速曲線:

如上圖所示,電機的轉動慣量可

以由下面的公式算出:

j 為轉動慣量,單位是 kg∙m^2;p 是額定轉速下的機械損耗和空載鐵損之和,單位是 kw;n1 是 t1 時刻的轉速;n2 是 t2 時刻的轉速,單位都是 rpm。

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