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电机运行矩频特性

/motor running torque frequency characteristics/
条目作者曹鑫

曹鑫

最后更新 2022-12-30
浏览 160
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电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率的关系。

英文名称
motor running torque frequency characteristics
所属学科
电气工程

力矩与频率的关系见图。该概念多用于步进电机,是电机中重要的动态性能曲线关系,也是电机选择的根本依据。它反映了在不同输入频率下电机输出转矩的数值变化规律。

力矩与频率的关系图力矩与频率的关系图

电机运行矩频特性中的频率,实际就是电机运行时的频率,也就是电机的运行速度,同时可以为步进电机每个细分步周期的倒数。在运行速度大的情况下,转矩降低。电机一旦选定,电机的静力矩确定,而动态力矩却不然,电机的动态力矩取决于电机运行时的平均电流(非静态电流),平均电流越大,电机输出力矩越大,即电机的频率特性越硬。

电动机的性能在很大程度上不仅仅取决于矩角特性的形状,而且取决于电机运行矩频特性。首先需要根据前面计算出的脉冲速度和运行需要的转矩,作出速度-转矩曲线,将该曲线与步进电机生产厂家的矩频特性曲线比较。若计算曲线在产品特性之下,则可选择相应的电机和驱动器。步进电机的动态转矩与驱动器的形式有很大的关系,因而选用时必须了解给出的性能指标是在何种型式的电源及驱动下测定的。

电机矩频特性分为启动矩频特性和运行矩频特性两种。①启动矩频特性,在给定的驱动条件下,负载惯量一定时,启动频率与负载转矩之间的关系称为启动矩频特性;当电动机带一定负载转矩启动时,作用在电动机转子上的加速转矩为电磁转矩与负载转矩之差。负载转矩越大,加速转矩就越小,电动机就越不容易启动,其启动的脉冲频率就越低。②运行矩频特性,当电机启动后,在负载惯量不变时,运行频率与负载转矩之间的关系称为运行矩频特性,也称为运行频率,通常电机手册会给出空载情况下的运行频率。随着步进电动机运行频率连续上升时,电动机不失步运行的最高频率称为连续运行频率,它的值也与负载有关,在技术数据中通常也是以表格或曲线形式表示。在同样负载下,运行频率远大于启动频率。提高运行频率对于提高生产率和系统的快速性具有实际意义。由于运行频率比启动频率要高得多,所以使用时常通过自动升、降频控制线路先在低频下使电机启动,然后逐渐升频到工作频率使电机处于连续运行。而在连续运行状态下,步进电动机的电磁力矩随频率的升高而急剧下降。

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