?轉(zhuǎn)速、扭矩……哪些因素對(duì)電機(jī)的功率影響更大?
影響電機(jī)輸出功率的因素有兩個(gè),一是轉(zhuǎn)速,二是扭矩。 兩者的乘積越高,威力越大。
眾所周知,它在電機(jī)功率方面算得上是佼佼者。 出于同樣的原因,電機(jī)功能強(qiáng)大。 它的轉(zhuǎn)速超過10,000 rpm,扭矩為600NM。 當(dāng)然,它的恒轉(zhuǎn)矩區(qū)是在0~5500rpm之間,以上是恒功率區(qū),轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的增加同比例下降。
所以,問題的核心是如何在那么小的體積下實(shí)現(xiàn)10000轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速和怎么提供600NM的大扭矩。
機(jī)械上實(shí)現(xiàn)10000轉(zhuǎn)是容易的,只需要做好動(dòng)平衡,用高轉(zhuǎn)速的軸承就可以。真正困難的是電路方面——需要轉(zhuǎn)子通過高頻高壓的大電流(通常在500Hz、350V,1000A左右)。
由此帶來的問題是:耐壓相對(duì)好解決(其實(shí)也有點(diǎn)難的),大電流需要很粗的導(dǎo)電截面,高頻率會(huì)有很強(qiáng)的趨膚效應(yīng)這是矛盾。
那么如何解決呢? 多股導(dǎo)線,線圈端頭盡可能短,耐高溫和高頻,相應(yīng)的線圈和定子散熱,政變是一體化變頻器和異步電機(jī)。
變頻器一體化后,EMC的問題容易解決了。
異步電機(jī)是容易做到平穩(wěn)驅(qū)動(dòng),可以更好的驅(qū)動(dòng)到很高速,這是相對(duì)永磁同步電機(jī)的明顯優(yōu)勢(shì)。
因?yàn)殡姍C(jī)有一個(gè)額定工作轉(zhuǎn)速,高于此轉(zhuǎn)速需要超電壓或者是弱磁驅(qū)動(dòng),異步電機(jī)弱磁很容易,只要減小相應(yīng)的勵(lì)磁電流就可以了。永磁同步也可以弱磁,需要增加一個(gè)相應(yīng)的去勵(lì)磁的電流??偟碾娏鞯某惺苣芰τ邢?,所以異步的優(yōu)勢(shì)就明顯。
扭矩方面,主要通過增加磁場(chǎng),提高磁場(chǎng)的有效利用率來實(shí)現(xiàn)。
具體做法:定子、轉(zhuǎn)子的深槽型,增加導(dǎo)磁截面,還有轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的一致性,減小端部的損失。
至于銅轉(zhuǎn)子方面,更多的還是通過增加導(dǎo)磁截面來提高轉(zhuǎn)矩。通過降低轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電阻,更大扭矩不會(huì)增加。
此外,集成控制器和電機(jī)的設(shè)計(jì)也很重要。 電動(dòng)機(jī)能以更大轉(zhuǎn)矩運(yùn)行,而通常的異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩不到更大轉(zhuǎn)矩的50%。
綜上所述,通過解決轉(zhuǎn)速和扭矩這兩個(gè)大難題,電機(jī)整體的輸出功率就會(huì)有顯著提高。