无刷直流电动机电枢等效电阻的实例研究

韩光鲜^l，谢占明¹，王宗培¹，程  智²

(1．喻尔滇工业大学．黑龙江哈尔滨  150001;

2．珠海运控电机有限公司，广东  珠海  519001)

摘要：用典型结构和驱动方式的无刷直流电动机的实际数据，说明了通常认为电枢等效电阻基本上由绕组电阻决定的概念与事实有很大出入。指出换向等效电阻的影响不可忽略，它的值与电动机的转速成正比，在转速较高时，可以达到绕组电阻的若干倍。给出了电枢电阻及其各个分量的实验测定方法。

关键词：无刷直流电动机；电枢等效电阻；电枢绕组电阻；换向等效电阻

中图分类号：TM381；      文献标识码：A     文章编号：1001-6848(2002)01-0003-03

l  稳态模型

    无刷直流电动机已获得广泛应用，它的基本理论巳相当成熟，典型结构的方波驱动的永蠢无刷直流电动机，稳态模型与普通直流电动机一样．为^[1,2]：

式中  U——电枢旋转电压

    k——旋转电压(反电势)系数

    ω_r——转子角速度

    T——电磁转矩

    k_t——转矩系致

    I——电枢电流

    V——螬电压

    R——电枢电阻

T_t——机械损耗转矩

T_L——负载转矩

     通常认为电枢电阻为：

     R包括绕组直流电阻Ra与功率管导通电阻Rb二部分．并且认为在多致情况下风与螬电压V相比很小，可以略去不计．在讨论电枢电阻的测定时．都是介绍用电桥或欧姆计的方法对绕组电阻进行测试，并考虑绕组的不罔接法及温度影响等[3]。

    模型表明，从电路的角度看．仅为一个回路的简单直流电路．电路的基本参数也只有一个电枢电阻R，电动机的稳态特性当然就与R密切相关．但是实际上稳态模型中的电枢电阻并不是基本上等于绕组电阻那么简单．只要对任意1台无刷直流电动机的稳态运行特性作定量的分析兢可以发现．

2样机试验

    1台典墨结杓和驱动方式的无刷直流电动机．在直流电压V=50V不变的条件下．测得的一组负载实验数据如袭1所示．

可见，这时电枢电阻的值为：

 

    1#实验样机定子三相绕组为△接．一相绕组电阻用欧姆计测得为0．11Ω。电枢绕组的电阻为：

  式(4)和(5)相比较表明，样机1-在所述状态下，电枢电阻的值(R)与电枢绕组电阻(Ra)的值不悬同一个数量级，很难说明电枢绕组电阻基本上能代表电枢电阻的值．实验时，电源电压严格保持恒定不变．联接导线的电阻尽量藏小．功率管的导通电阻也习艮小．所以就是考虑电枢绕组电路其他各部分电阻的影响．也根本不能说明实际上电枢电阻的值为什么有式(4)衷示那么大．

    事实上电枢等效电阻除了电枢绕组电阻(Rs)和功率管的导通电阻(Rb)以外．还有一硬不可忽视的部分,印换尚等效电阻(Rc)．于是：

    它的机理与有刷直流电动机相似，只不过常规作成曲线如图2a、b所示。图2a是电动机最基本的机械特性曲线，负载转矩TL=0时电动机的空载转速n0=8300r/min;负载转矩增大时，电动机的转速下降，例如TL=0.5Nm时，nL=7100r/min,转速下降了Δn=1200r