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直流無刷電機的功能性能分析

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直流無刷電機的功能性能分析

發布日期:2019-07-15 作者: 點擊:

直流無刷電機用于電動執行器,極大地豐富了執行器的功能,并將執行器的主要技術指標有了空前的提高。


1、開關閥的速度可調


直流無刷電機的調速功能使得執行器的開、關閥速度可調。直流無刷電機可以實現無級調速。采用閉環調速控制技術,其速度可以不隨負載力矩變化。為了用戶選擇速度的方便,一般控制電路將電機速度設計為分檔可選形式。例如將速度分為8檔,調速范圍8:1.用戶可以根據自己的需要,分別選擇開、關速度。


2、分段變速運行


有些特殊用途的閥門工作,要求在不同的行程段以不同的速度工作。例如開度從0~50%,用10秒鐘走完;用50%~用30秒走完。采用直流無刷電機的執行器,將很容易實現上述要求。


3.柔性開啟


柔性開啟是指啟動電機時,讓電機的轉速從zui抵擋開始逐檔升速,至用戶設定的開、關閥速度。柔性開啟一方面可以減小電機的啟動電流,另一方面可減小減速機機構傳動齒輪的撞擊。


由于柔性啟動能將電機的啟動電流降低到不大于額定電流,所以電機的頻繁啟動不會導致電機和驅動電路發熱。完全可以實現大于1200次/小時開、關頻度的要求。由于啟動時不會對傳動齒輪造成撞擊,也能有效延長了執行器的壽命。


4、柔性關閉


柔性關閉是指在執行器開、關動作時,閥門開度逐漸接近給定開度,在給定值與實際開度值接近到一定程度時(或到限位位置),控制電路自動開始逐檔降低電機轉速,在給定值與實際開度值相等關斷電機前,電機速度已降至。由于電機速遞的降低,能有效地提高定位精度高,并減小了制動時對減速機機構產生的沖擊。


5.自動變速


當給定值與當前閥門開度差異較大時,控制電路可自動調高電機速度,使調節閥的調節速度加快,以迅速消除控制系統的被調量偏差,提高了控制系統的調節品質。


6、無摩擦制動


直流無刷電機在斷電后的瞬間,轉子具有的動能將通過定子線圈轉換成電能。這時的電機工作于發電狀態。如果將發電機的輸出短路,所發出的電能即對轉子產生制動作用。制動力矩的大小與轉子的墮走速度成正比。即電機的墮走速度越高,產生的制動力矩越大。所以這一無摩擦力矩能使電機立刻停轉??刂齐娐防脽o摩擦自動剎車功能,可大大提高執行器的定位精度。在執行器的滿行程時間大于10秒時,定位誤差可做到不大于正負0.1%。與其他制動方式相比,直流無刷電機的制動不需要專門的電路或器材,且制動力矩隨墮走速度自動變化,保證了zui佳的制動效果。由于這種制動是非摩擦式的,所以制動效果長期穩定。


7、力矩檢測與過力矩保護


執行器的輸出力矩源于電機的電磁力矩。通過檢測電機的電磁力矩,可間接地得到執行器的輸出力矩。


當負載力矩增加時,電機轉速下降,從而使電流增加反電勢下降。如果采用閉環控制電機轉速,電流隨阻力矩增加要保持速度不變,驅動電路會自動調高加在定子繞組上的平均電壓。所以不管電機轉速是開環控制還是閉環控制,電流都能正確反映執行器的負載力矩變化。


通過檢測直流電機的電流、電壓計算出力矩,是一簡單有效的方法。與通過電氣參數檢測交流電機力矩的電路和軟件相比,直流電機的力矩監測電路更簡單。

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