有刷无铁心直流电机

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1、有刷无铁心直流电机技术说明书SimonPata有刷无铁心直流电机(C)2009,Portescap.Allrightsreserved.有刷无铁心直流电机技术说明书有刷无铁心直流电机广泛地应用于各种产品和系统，如医疗、机器人、工厂自动化、安全与访问、民航和航空产品。无铁心技术所达到的性能远远超过传统的铁心有刷直流电机。这是一种独特的设计概念，其主要优点包括：无铁心损耗、低磨擦和良好的散热性，实现了电机的高效率，是电池供电型设备的理想选择。低惯量转子设计实现了非常高的加速度和较快的反应时间。最后，线性转矩速度特性使电机极易驱动。这份技术说明书将简要介绍无

2、铁心直流电机。其目的是帮助工程师更好地了解有刷无铁心直流电机的基本原理，帮助他们为各种应用选择最佳的电机。1.有刷无铁心直流电机的基本公式采用无铁心转子的电机可通过以下简图来表示。IUo:电源电压RI:电流Ui:转子中的感应电压Uo=R*I+UiUoR:绕组电阻Ui转子中的感应电压与转子的角速度成正比Ui=k*ωk:转矩常数ω:角速度因此，可以得出以下公式：U=R*I+k*ω(1)(C)2009,Portescap.Allrightsreserved.(V)(Ώ)(A)(Nm/a)(rd/s)无铁心直流电机的特别之处是其速度和转矩函数是线性的。速度与电

3、压成正比，并且转矩与电流成正比。T=k*(I–Io)(2)(Nm)(Nm/A)(A)(A)I:电枢电流Io:空载电流2.如何计算机械功率、电功率和效率？电机的机械功率等于电机的电功率和（热）耗散功率之和：Pelect=Pmech+PJ输入损耗(4)2(3)PJ=R*I+k*Io*ωPelect=U*I输出(5)Pmech=T*ω效率等于机械功率和电功率之比。η=Pmech/Pelect(6)有刷无铁心直流电机的效率可高达90%。注意：最高的效率在高速度时获得。3.理解这些公式–需要记住4个要素:(C)2009,Portescap.Allrightsre

4、served.η:效率η:效率n:速度n:速度P:功率P:功率I:电流I:电流#1:电机中的电流与电机转矩成正比。#2:电机的速度与电源电压成正比。#3:最高的效率在高速度时获得。#4:当负载转矩等于失速转矩的一半时，机械功率达到最大值。4.如何计算转子温度以及该温度条件下的转子电阻(有刷无铁心直流电机的最大绕组温度通常为155°C)2R22*I*(Rth1+Rth2)*(1-22α)+TaTr=––––––––––––––––––––––––(7)R=R22*(1+α*ΔTemp)(8)21-α*R22*I*(Rth1+Rth2)Tr:转子温度(°C

5、)R22:22°C时的电机电阻（欧姆）－目录值I:电流（安培）Rth1:转子到机壳的热阻抗(°C/W)－目录值Rth2:机壳到环境的热阻抗(°C/W)－目录值α:铜的热阻系数(0.0039/°C)Ta:环境温度(°C)R:电阻(欧姆)(C)2009,Portescap.Allrightsreserved.ΔTemp=Tr-225.如何计算系统的时间常数和有刷无铁心直流电机的启动时间（电压驱动）τ=τM*(1+JL/JM)t=(9)τ*ln(ω1/(ω1-ω))(10)τ:电机加负载的时间常数（毫秒）τM:电机的时间常数（毫秒）－目录值JL:负载惯量(千

6、克平方米)JM:电机惯量(千克平方米)－目录值t:启动时间（毫秒）ω1:时间无穷大时的角速度(弧度/秒)ω:s一段时间t后的角速度(弧度/秒)6.Portescap无刷无铁心直流技术简介(C)2009,Portescap.Allrightsreserved.概念信息电机特性应用优势较高的加速度，最适合增速转动较低的转动惯量线性的转矩速度功能，抗震无铁芯转子效率高，较低的磨擦损耗无磁滞现象和涡流损耗最适合电池供电无磁饱和较高的峰值转矩，无退磁风险中央定子磁体单位尺寸和重量的功率较高最适合便携/小型设备或要求小尺寸的应用较小的粘性阻尼系数较高的峰值速度，由

7、速度导致的损耗较小小型轴承较低的启动电压贵金属整流系统较小的磨擦，较低的电噪声低损耗、低磨损、低电磁干扰较大的连续转矩和峰值转矩，无电机退磁风险。较长的可整流的较高的电流密度使用寿命。最适合载波驱动Ratafente™系列在同等尺寸的电机中连续转矩最高，重量轻，尺寸小，Copper-Graphic整流额定电机温度高达155°C简化了冷却系统非常紧凑的整流系统极佳的抗冲击性和抗震性较大的转矩惯量比较高的加速度，较小的机械时间常数7.举例－微型气泵应用装有一节6伏0.6安电池的微型气泵，所需的流量范围为850-2500毫升/分钟，这相当于转矩T=3mNm（

8、每分钟9000转时,ω=942.5弧度/秒)所要求的机械功率为：Pmech=T*ω=0.003