電機轉子轉動過程中,電磁力是斷續波動的還是平滑連續的?

時間 2021-06-09 12:01:05

1樓:

這個問題問的很好。

一、從功率的計算公式出發

電機功率計算公式是P=Usin(100π*time)*Isin(100π*time+φ)+Usin(100π*time+120)*Isin(100π*time+φ+120)+Usin(100π*time-120)*Isin(100π*time+φ-120)

根據三角函式的積化和差與和差化積公式最終化簡結果為:

P=3UIcosφ

也就是說P是乙個恆定的數值。是不是很神奇,但是下邊從電機本體的角度來講電機為什麼功率不是恆定的。

二、從電機本體出發

估計沒有做過電機設計只學過電機學的人回答:電磁力是平滑連續的。

做過電機設計的人都知道電機設計指標裡有一項重要的引數那就是:轉矩波動(速度恆定時也可以用功率波動表示)。

一方面:電機中電磁功率的計算公式是:P=3EIcosφ

由於電機設計時反電勢存在畸變率(非完全正弦),而電機通電後由於電樞反應,負載的反電勢波形發生畸變,反電勢的諧波含量會增加。所以傳遞到轉子的功率由於諧波的存在會存在週期脈動的功率(平均為0),也就是說電機功率是波動的。

另一方面:永磁電機由於永磁體以及定子開槽,會有週期恆定的齒槽轉矩,即使你不通電,轉動轉子軸時需要的力大小也是變化的。

以上兩點引起了電機轉矩(功率)的波動。

空載反電勢

負載反電勢

下圖是一款小型力矩電機的轉矩波動,其實已經很小了。

另一款電機的轉矩波動。

三、怎麼減小轉矩的波動呢

沒錯,以上分析有以下對策

1、減小齒槽轉矩:定子上不開槽,減小氣隙磁導的變化;

2、減小反電勢的紋波:轉子磁極需要細心設計,使反電勢畸變率降到最低。

2樓:

磁通在每一相上看來不是連續的,但因為磁通是向量,所以三相的合磁通是乙個大小必變但角度改變的磁通,伺服電機內的定子鐵芯一般是不開槽的(這製造成本貌似就搞了),磁通在其內部的旋轉是連續的基本上沒有脈衝。伺服電機設計的時候轉子設計的很細長,這是為了降低轉動慣量。控制計算時從加加速度到加速度到速度到轉動角度,這樣積分計算的。

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不是脈衝。三相電動機有三相繞組,每相繞組由多個線圈組成,這些線圈被安置在360度環形空間的不同的槽裡面,任一時刻一相繞組的不同線圈的受力有相同有不同,而三相繞組一共的受力合起來是盡量均勻的,估計會有一點點脈動,但這種脈動應該不會對磨床精度造成任何影響,而且也絕不可能是脈衝那種程度。此外工具機一般會有飛輪的,這個飛輪應該是儲存動能以克服進刀時候的不均勻阻轉矩的,就憑這個飛輪分出一點點能力都能把電動機轉矩的那一點點脈動給平復了。

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