本文介绍: 如果你是一个刚入行的电机工程师,刚刚参加一个产品开发,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?今天篇文章就从T-N曲线角度来解如何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)

 我的知乎原文https://zhuanlan.zhihu.com/p/670156320?

如果你是一个刚入行的电机工程师,刚刚参加一个产品开发,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?

今天篇文章就从T-N曲线角度来解如何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)

下面这张图是我在一家电机厂家官网下载到的T-N曲线图:

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。

n_{equivalent}=1/Tint_{0}^{T}|n(t)|dt

如果该点  在S1曲线内,那么说明持续的TN曲线也是能满足项目上的需求的。

tau_{equivalent}=1/Tint_{0}^{T}|tau(t)|dt

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。

下面是一些我曾经的疑问,可以当作思考题大家分享下:

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?

TN曲线的转速为什么不能无穷大?

这些都可以归纳为同一个问题TN曲线是怎么绘制的?

至于参考答案,可以看下我之前写的一篇文章

https://zhuanlan.zhihu.com/p/599684098

原文地址:https://blog.csdn.net/xiaohejiaoyiya/article/details/134794829

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