微西瑪電機杯型鐵路電機轉(zhuǎn)子中的功率損耗

時間：2019-12-24 19:01

　r設(shè)計分析微電機杯型轉(zhuǎn)子中的功率損耗鐘思正（湖北工業(yè)大學(xué)，湖北武漢430068）當(dāng)電流Jds在導(dǎo)體中流過，導(dǎo)體的截面尺寸遠小于其長度，若設(shè)距考察點的距離為r，則其值：交流伺服電動機有兩個鐵磁材料制成的定子和一個鋁質(zhì)的杯形轉(zhuǎn)子。氣隙中的磁場在電機的不同工作狀態(tài)式（4）、（5）的解給出圖中I、、三個部分矢位的綜合表達式為：。

　　這里，由矢位的定義B=rotA，可得：（下轉(zhuǎn)第34頁）微電機杯型轉(zhuǎn)子中的功率損耗轉(zhuǎn)子中磁位函數(shù)的表達式，根據(jù)邊界條件定出積分常數(shù)，確定磁位函數(shù)。再寫出轉(zhuǎn)子中的功率損耗表達式，最后導(dǎo)得杯型轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場時損耗與脈振磁場時損耗的關(guān)系，從而可由后者算出前者。

　　交流伺服電動機和交流測速發(fā)電機都具有杯型轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，杯型轉(zhuǎn)子多為鑄鋁或銅，均為非磁性材料，其中損耗占較大比例，值得深入研究。

　　在非磁性（線性）介質(zhì)中，若已知其中電流密度j的分布，則由電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度B可以借助輔助矢量A（稱磁位矢量）計算，它滿足下式：于是磁感應(yīng)強度B可據(jù)磁感應(yīng)強度線的連續(xù)性：divB= 0求出，或由磁位矢量的同一性divrotA=0算出。如給定電流密度J的分布，則磁位矢量A的值可以根據(jù)下述公式算出：下，從不移動的交變磁場到橢圓或圓形旋轉(zhuǎn)磁場。今在電機軸向中部垂直剖視（圖中xoz平面）。

　　杯型轉(zhuǎn)子微電機計算用圖設(shè)電機定子繞組無限薄，具有面電流密度為Jl（沿y軸方向）定子中的線負(fù)載在其表面形成隨時間交變的駐波。根據(jù)符號法，可將其表示為：據(jù)磁矢位函數(shù)與線電流密度的關(guān)系再將式（3）代入普阿松方程中，可得到：考慮到歐姆定律J=7E對載流轉(zhuǎn)子，有：無位置傳感器無刷直流電機穩(wěn)定運行控制34 SPEEDCOMP電壓和斜波振蕩器進行比較產(chǎn)生PWM占空比，進行PWM脈寬調(diào)制控制，該斜波振蕩器產(chǎn)生1.7 ~3.9V的鋸齒波，由一個1.7V的箝位二極管進行鋸齒波下降箝位，頻率由接地電容Ct確定：通過由反電勢采樣、壓控晶振和換相控制共同組成PIL鎖相環(huán)，保證了電機的穩(wěn)定運行。

　　表1是電機正常旋轉(zhuǎn)一周六個開關(guān)功率管的驅(qū)動狀態(tài)，而開關(guān)管的導(dǎo)通觸發(fā)時鐘則是由壓控晶振VCO的振蕩頻率提供的。

　　表狀態(tài)輸出輸入采樣2.5需要保證PWM速度正常工作采用PWM工作方式能實現(xiàn)無級平滑調(diào)速，PWM調(diào)速直接影響了電機的穩(wěn)定運行。

　　同樣以ML4425為例，控制方法有：一是利用10kn的可調(diào)電位器連接在Vre：和GND之間，將可調(diào)端連接SPEEDSET端，調(diào)整電位器進行速度控制；二是加數(shù)模轉(zhuǎn)換器DACs后，利用微處理器進行速度控制。

　　速度控制環(huán)補償連接如所示。來自SPEEDSET腳速度設(shè)定信號和來自SPEEDFB腳速度反饋信號通過誤差放大器進行比較、放大，輸出電壓到SPEEDCOMP腳，該電壓被3.9V的上拉箝位二極管和一個1.7V的下拉箝位二極管同時作用，箝位在1~4.6V之間，保護速度控制環(huán)不會太“緊”。

　　（上接第21頁）強度的法向分量值相等而磁感應(yīng)強度的切向分量值相為零。

　　轉(zhuǎn)子中的電流密度由下式確定：：=7E=-借助波印廷矢量，可寫出轉(zhuǎn)子中的功率損耗表達式為：根據(jù)這一矢量在z=時的值算得z=+d時的值。

　　由于磁場旋轉(zhuǎn)時，其極大值依次經(jīng)過轉(zhuǎn)子圓周之各4相與C相端電壓波形。4相上、下橋臂驅(qū)動波形4結(jié)束語由以上分析可知，要保持無位置傳感器無刷直流電機在起動、運行、過載等狀態(tài)下穩(wěn)定運行，就必須要保證壓控晶振產(chǎn)生合適的工作頻率，采用合適的起動過程，PLL鎖相環(huán)網(wǎng)絡(luò)及PWM速度反饋網(wǎng)絡(luò)的正常工作。

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