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        直流無刷電機:基本術語和定義

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        東昊無刷電機-結構圖

        1、直流無刷電機系統——DC brushless motor system

        永磁無刷電機作為執行元件,根據位置、速度、轉矩等反饋信息構成的控制系統。

        2、驅動器——driver

        接受控制指令,可實現對電機的轉矩/速度轉子位置控制的電氣裝置。驅動器按其控制電路和軟件的實現方式可分為模擬量控制、數字模擬混合控制和全數字化控制;按驅動方式可分為方波驅動和正弦波驅動。

        3、直流無刷電機——DC brushless motor

        依賴于轉子位置信息,通過電子電路進行換相或電流控制的直流電機。

        4、傳感——sensor

        用于檢測直流無刷電機位置、速度、電流的傳感器或技術。傳感器包括接近開關、光電編碼器、旋轉變壓器、霍爾元件、電流傳感器件等。

        5、額定功率——rated power

        在規定條件下,系統/電機/驅動器的最大連續輸出功率。

        6、峰值轉矩——peak torque

        在規定條件下,電機所能輸出的最大轉矩。在峰值轉矩下短時工作不會引起電機損壞或性能不可恢復。

        7、峰值電流——peak current

        在規定條件下,電機輸出峰值轉矩時的線電流值。該電流在電機方波運行時為峰值,正弦波運行時為有效值。

        8、最大連續轉矩(額定轉矩)——maximum continuous torquerated tordue

        在規定條件下,電機所能輸出的最大轉矩,在該轉矩下連續運行,電機繞組溫度和驅動器功率器件溫度不會超過最高允許溫度,電機或驅動器不會損壞。

        9、最大連續電流(額定電流)——maximum continuous current of motorrated current

        在規定條件下,電機輸出最大連續轉矩(額定轉矩)時的線電流值。該電流在電機方波運行時為峰值,正弦波運行時為有效值。

        10、靜阻轉矩——static friction torque

        直流無刷電機不通電時,使轉子在任意位置開始轉動需克服的阻轉矩。

        11、電機熱阻——thermal resistance of motor

        直流無刷電機繞組和機殼之間對熱流的阻抗。

        12、空載轉速——no-load speed

        在規定條件下,電機空載狀態時的穩態轉速。

        13、最高允許工作速度——maximum permit speed

        在保證電氣絕緣介電強度和機械強度條件下,直流無刷電機最大設計速度。

        14、額定轉速——rated speed

        直流無刷電機輸出最大連續轉矩、以額定功率運行時的轉速。

        15、轉矩常數——torque constant

            在規定條件下,直流無刷電機通入單位電流是產生的平均電磁轉矩。

        16、反電動勢常數——back EMF constant

        在規定條件下,直流無刷電機繞組開路時,單位轉速在電樞繞組中所產生的的線感應電動勢值。                 

        17、定子電阻——resistance

        20℃下直流無刷電機每相繞組的直流電阻。

        18、定子電感——inductance

        直流無刷電機靜止時的定子繞組兩端的電感。

        19、連續工作區——continuous duty zone

        20、短時工作區——intermittent duty zone

        短時過流持續時間是由繞組的熱時間常數決定的。

        21、系統效率——system efficiency

        直流無刷電機輸出功率與驅動器輸入有功功率之比。

        22、驅動器效率——driver efficiency

        驅動器輸出有功功率與驅動器輸入有功功率之比。

        23、直流無刷電機效率——DC brushless motor efficiency

        直流無刷電機輸出有功功率與直流無刷電機輸入有功功率之比。

        24、熱時間常數——thermal time constant

        在恒定功耗和規定條件下,直流無刷電機繞組溫升達到穩定值的63.2%所需的時間。

        25、輸入額定電壓——rated input voltage

        在規定條件下,施加在驅動器的電源端子處的電壓有效值。

        26、額定頻率——rated frequency

        輸入交流電壓的頻率。

        27、輸入額定電流——rated input current

        在規定條件下,驅動器輸出額定電流時,其輸入電流的有效值。

        28、連續輸出電流額定值——rated continuous output current

        在規定條件下,驅動器能夠連續輸出而不會超過規定限值的最大電流有效值。

        29、過載能力——over load capability

        在規定條件下,能夠在規定時間內輸出而不會超過規定限值的最大電流有效值。

        30、電磁兼容性——electromagnetic compatibility, EMC

        系統/驅動器/直流無刷電機在規定的電磁環境中能正常工作且不對該環境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。

        31、閉環控制——closed loop control

        為了將反饋變量調整到參比變量,系統將反饋變量與參比變量想比較,并利用兩變量之差設定操縱變量控制。按被控量的不同分為位置控制、速度控制、轉矩控制三種。

        32、轉速波動——speed ripple

        直流無刷電機穩態運行時,瞬時轉速的最大值為nmax,最小值為nmin,則轉速波動為:

        轉速波動=nmax-nmin/nmax+nminx100%

        33、轉矩波動——torque ripple

        直流無刷電機在穩態運行時,對直流無刷電機施加恒定負載,連續測量輸出轉矩,瞬態轉矩的最大值為Tmax,最小值為Tmin,則轉矩波動為:

        轉矩波動=Tmax-Tmin/Tmax+Tminx100%

        34、正反轉速差——speed difference between positive and negative

        對于速度閉環的系統,不改變速度指令的量值,僅改變直流無刷電機的轉動方向,空載條件下,測量出直流無刷電機的正反轉速平均值ncwnccw,按照下式計算正反轉速差:

        正反轉速差=ncw-nccw/ncw+nccwx100%

        35、轉速調整率——speed regulated ratio

        系統在額定轉速、空載條件下,僅電源電壓變化,或僅環境溫度變化,或僅負載變化,直流無刷電機的平均轉速變化值與額定轉速的百分比分別叫做電壓變化的轉速調整率、溫度變化的轉速調整率、負載變化的轉速調整率。

        36、調速比 speed ratio

        系統滿足規定的轉速調整率和規定的轉矩波動(或轉速波動)時的最低空載轉速nmin和額定轉速nN之比叫做調速比D。

        37、超調量——overshoot

        對于階躍響應,為偏離輸出變量最終穩態值的最大瞬時偏差,通常以最終穩態值與初始穩態值之差的百分數表示。

        38、階躍輸入的轉速響應時間——response time following a step change of reference input

        39、轉矩變化的時間響應——response following a torque variation

        系統正常運行時,對直流無刷電機突然施加轉矩負載或突然卸去轉矩負載,直流無刷電機轉速隨時間的變化叫做系統對轉矩變化的時間響應。

        40、建立時間——settling time

        從一個輸入變量發生階躍變化的瞬間起,至輸出變量偏離其最終穩態值與初始穩態值之差不超過±5%的瞬間止的持續時間間隔。

        41、頻帶寬度——hand width

        系統輸入量為正弦波,隨著正弦波信號的頻率逐漸升高,對應的輸出量的相位滯后逐漸增大同時幅值逐漸減小,相位滯后增大至90°是或者幅值減小至低頻段幅值1/2時的頻率叫做系統的頻帶寬度。

        42、靜態剛度——static stiffness

        在位置控制方式下,系統處于空載零速工作狀態,對直流無刷電機軸端正轉方向或反轉方向施加連續轉矩與測量出轉角的偏移量之比,就叫做靜態剛度。


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