经常看到国外的一些伺服电机(尤其是直线电机和力矩电机)的参数表中有一个叫做电机常数的参数,其单位是Nm/Sqrt(W),西文解释为Motor Constant (Peak torque / square root of continuous power)。
对于同一台电机,峰值力矩是固定的,但是供电电压不同,额定转速就不同,因而额定功率也不同,这样一来这个电机常数也就不同了,也就是说这个电机常数并不能像反电势系数或者力矩系数那样直接反映电机固有的机电特性,而必须结合运行工况才有实际意义,那么把这样一个参数作为电机参数的意义何在?在实际应用中这个电机常数有何参考价值?对于电机的电磁设计环节有何指导意义?
请懂行的网友不吝赐教!
看到一款德国的力矩电机手册对电机常数的解释:
电机常数由电机连续出力与该出力下电机连续功耗的平方根的比值表示,电机常数对应绕组温度为20摄氏度(时的等效功耗)【()中为本人补充】
比如,手册中给出了100摄氏度下:
连续出力为875Nm(低速运行)
连续电流为13.2A
绕组电阻为8.5欧姆
连续损耗为2222W(基本上等于 13.2A*13.2A*8.5Ω*2/3,之所以用8.5Ω*2/3是因为给出的绕组电阻为线电阻,而非相电阻。另外,可见由于运行速度低,铜损几乎为全部损耗)
20摄氏度下:
绕组电阻为6.5欧姆
电机常数为21.3Nm/√W (=875Nm/√(2222W*6.5Ω/8.5Ω),其中2222W*6.5Ω/8.5Ω是将100摄氏度的铜损等效至20摄氏度)
以此概念看,电机常数=T/√(3R*i*i)=Cm*i/(i*√3R)=Cm/√3R
而电机的力矩系数Cm正比与匝数n
相绕组电阻R=n*ρ*l/s,其中ρ为导线电阻率,l为绕组的单匝平均长度,s为单根导线的截面积,s*n≈S,S为单相绕组的槽口填充总面积,因此R=n*ρ*l/(S/n)=n*n*ρ*l/S,所以√R=n*√(ρ*l/S),也正比于匝数n
由此,电机常数=单匝绕组的(单位)力矩系数/√(3ρ*l/S)。
希望电机电磁结构设计的行家指点其物理含义,及其在电机设计中的意义。
今天看到国内一家直线电机新秀(苏州原亚www.miptek.com)的手册上对电机常数这一概念的定义为:
电机常数是电机推力与功耗的平方根的比值,单位为:N/Sqrt(W) 【本人注:直驱力矩电机的电机常数单位为Nm/Sqrt(W)】
这一点与本帖前面的描述基本一致。
再看苏州原亚对电机常数的实用意义的解释:
在任何直线电机应用中,认识到直线电机所产生的热负载是非常重要的考虑。直线电机是直接驱动装置,通常安装在非常靠近移动负载的位置上。因此,必须对直线电机所产生任何热量加以控制,一避免对加工或移动负载所承载的加工工件造成影响。电机常数是一个很有用的参数,可用于确定此种热负载。
电机常数=均方根推力÷均方根热负载的平方根,利用电机常数,可确定以下两种情形下电机的负载能力:
1.给定推力,可以使用电机常数计算出电机线圈总成所耗散的功率生成的热量是多少;
2.限定耗散功率,可以使用电机常数确定电机所产生的最大均方根推力。
读罢苏州原亚对电机常数的实用意义的解释,本人总算是搞明白了直驱电机何以会有电机常数这么一个参数。谢谢苏州原亚! 并特贴出,与大家分享。