電機(jī)作為一種機(jī)械裝置,輸出直接用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載。而系統(tǒng)速度平穩(wěn)性和控制精度收到電機(jī)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(dòng)明顯增加。那電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)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(dòng)是什么
轉(zhuǎn)矩波動(dòng)是各種工作機(jī)械傳動(dòng)軸的時(shí)候出現(xiàn)扭矩的波動(dòng),與動(dòng)力機(jī)械的工作能力、能源消耗、效率、運(yùn)轉(zhuǎn)壽命及安全性能等因素緊密聯(lián)系,轉(zhuǎn)矩的測(cè)量對(duì)傳動(dòng)軸載荷的確定與控制、傳動(dòng)系統(tǒng)工作零件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)以及原動(dòng)機(jī)容量的選擇等都具有重要的意義。通俗地講就是電機(jī)由于機(jī)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(dòng)。
二、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的原因
1、電磁轉(zhuǎn)矩引起
從工作原理看正弦波驅(qū)動(dòng)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(dòng)勢(shì)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(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)比正弦波驅(qū)動(dòng)要大許多。但在實(shí)際電機(jī),由于設(shè)計(jì)和制造方面的原因,很難做到反電動(dòng)勢(shì)為平頂寬度120°電角度的梯形波;實(shí)際上,大多數(shù)直流無刷電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)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(huì)導(dǎo)致其電磁轉(zhuǎn)矩存在原理性波動(dòng)。
2、換相引起波動(dòng)
電機(jī)工作時(shí),定子繞組按一定順序換相。即使在符合反電動(dòng)勢(shì)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?jī)蓚€(gè)狀態(tài)之間存在一個(gè)換相時(shí)段,電樞繞組中的電流從某一相切換到另一相時(shí)有一個(gè)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(dòng),稱為換相轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。
3、齒槽力矩引起
?。?)當(dāng)轉(zhuǎn)子處于不同角度時(shí),氣隙磁場(chǎng)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(dòng)。在電機(jī)低速輕載運(yùn)行時(shí),齒槽轉(zhuǎn)矩將引起明顯的轉(zhuǎn)速波動(dòng),并產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。
?。?)齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的原因與前述兩種引起轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的原因不同。前述兩種引起轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的原因均在于定子電流與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的相互作用,而齒槽轉(zhuǎn)矩是由定子鐵心與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的。
4、電樞反應(yīng)引起
電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)氣隙永磁主磁場(chǎng)的影響,稱為電樞反應(yīng)。直流無刷電機(jī)的電樞反應(yīng)比較復(fù)雜。電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)會(huì)使氣隙主磁場(chǎng)波形發(fā)生畸變,氣隙主磁場(chǎng)的磁通密度不再是空載時(shí)的方波,反電動(dòng)勢(shì)也隨之畸變,從而引起轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。
5、機(jī)械工藝引起
電機(jī)機(jī)械工藝缺陷和材料不一致也是引起電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的重要原因之一。例如電機(jī)機(jī)械加工及裝配時(shí)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(dòng);各相繞組參數(shù)不對(duì)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(dòng);磁路中各零件材料特別是每個(gè)磁極永磁體性能不一致而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)等。因此,提高加工制造水平也是減少轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的重要措施。
三、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的負(fù)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(qiáng)度及暴露時(shí)間。噪聲不僅對(duì)人們的生活和工作造成干擾,還對(duì)聽力造成損傷。電機(jī)運(yùn)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(jī)轉(zhuǎn)矩周期性波動(dòng),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(dòng)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(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的源頭之一為電流波動(dòng),變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),電流波動(dòng)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(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng),力矩波動(dòng),導(dǎo)致加工不均勻,甚至知識(shí)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(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)導(dǎo)致機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的產(chǎn)生原因有哪些的回答,還有轉(zhuǎn)矩波動(dòng)帶來的負(fù)面影響,希望能對(duì)大家有所幫助。電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)與電機(jī)的工作效率、運(yùn)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(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。洛陽(yáng)合能電氣有限公司自主研發(fā)設(shè)計(jì)
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