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如果你是一个刚入行的电机工程师,刚刚参加了一个新产品的开发,在众多电机供应商中让你去挑选一款合适的电机,该从哪个角度去入手呢?
今天这篇文章就从T-N曲线的角度来解析如何挑一款极具性价比的电机(最精准的刀法是建立在对电机原理的透彻理解下的)
首先,可以看到这张图的横轴是转速,纵轴是转矩,图中有两条黑色的曲线,B描述的是短时工作区域,A描述的是连续工作区域,(有的人也会把B曲线叫做TN曲线,把A曲线叫做S1曲线)。顾名思义,短时工作区域表示电机只能短暂维持这个状态的转速和扭矩,而电机可以长时间工作在连续工作区域。
决定短时工作区域的是电机的短时电气特性:瞬时电流、瞬时电压,决定持续工作区域的是电机的持续电气特性:持续电流、持续电压、电机持续温升,区分这两条曲线非常重要。
其实判断一款电机能否正常使用,最直观的是拿出一个T-N需求曲线:
如果说红色的曲线全都位于该电机的工作区域内,那大概是没问题的,红色的T-N曲线通常来自于实验数据,或者是仿真计算的结果。一般的红色曲线是瞬时的TN曲线,那怎么判断持续的TN曲线是否满足要求呢?
如果把TN曲线拆分开来,拿到转速-时间曲线和扭矩-时间曲线:
把所有的转速和扭矩曲线求积分,那么会得到这个工作过程中的平均转速和平均扭矩。
如果该点 在S1曲线内,那么说明持续的TN曲线也是能满足你项目上的需求的。
如果拿不到需求的TN曲线,或者是不愿意去计算平均转矩/平均转速,那么看这些重要指标:
最大转速、最大转矩(一般这里说的最大都是在瞬时工况下的)(图中标红的点)
如果你的项目有明确的转速要求,那么一定要看电机的datasheet中的最大转速达到了你的条件。
最大转矩如果产品经理没有给出明确的定义,那么可以自行通过需要的角加速度,电机惯量,负载转矩,摩擦力矩大致估算,同时保留一定的安全余量。
PS:在实际应用中,尤其需要关注摩擦力矩,TN曲线扣除摩擦力矩的部分才是实际输出到电机轴上的剩余扭矩
堵转扭矩
堵转扭矩用于评估 电机带负载保持静止不动的能力,这个参数是生命参数,不能说电机反而被负载拽着跑掉下来,通常参数的余量会适当留足一些。
为什么刚开始会有一段水平的扭矩段?
为什么当转速高到一定程度以后,扭矩会随着转速的升高而下降?
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