產業(yè)用無刷直流電機
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圖6-依托無刷直流電動機的外形圖
無刷直流電動機具有高效率,高精度,高轉矩三高特性,能夠輕松取代帶速反饋的進口矢量控制變頻器(或直接轉矩控制),變頻電機,直流有刷電機等;同時也可以取代不需高精度定位的伺服控制器,外形圖如圖6所示。是產業(yè)自動化與節(jié)電化的最重要驅動裝置之一。.
無刷直流電機產品規(guī)范
容量范圍:~400kW
極數:2~48極
電壓:直流電壓,電瓶電壓,單相,三相交流高低壓可選.
頻率:50,60,400Hz,直流.
框號:標準品45~355M,非標產品歡迎訂制.
保護方式:IP-44/IP-54
速度指令:電位器,0~5V,4~20mA,RS-485
加減速時間:0.1~120S
絕緣等級:B級絕緣(F極可選)
控制方式:PWM(載波頻率2~18KHz)
最低轉速:通用型150rpm,高精度型可更低.
最高轉速:100~30,000rpm可選.
轉速精度:±1rpm/最高轉速
調速范圍:1:10,高精度型1:100.
最大轉矩:150%.
轉矩特性:恒轉矩輸出特性
激活轉矩:通用型:200%,電瓶車:400%,牽引電機:600%.
制動轉矩:20%以上,更高能力可選.
返饋裝置:三相霍爾(相差120°).高精度及伺服型用光碼盤.
基本功能:正反轉,多段速度.
7--無刷直流電機與傳統(tǒng)直流有刷電機的比較
無刷直流電機因為沒有碳刷與換向器,所以沒有維修與保養(yǎng)的需要;由于采用永磁轉子,沒有激磁損耗的,綜合效率高出10~20%左右(依據功率大小而定),低速轉矩更大,激活轉矩可達額定3倍,轉速精度可達1/3000,不受電壓與負載變動的影響.電機可以做成密閉型或防塵防爆型等結構.因此能夠完全取代傳統(tǒng)有刷直流電機,而且運轉費用更低,沒有保養(yǎng)維修的煩惱，無刷直流與有刷直流及歐盟CEMED標準的效率比較請參見圖7。.
圖7各種直流電機效率比較圖
8無刷直流電機與異步機加變頻器的比較
雖然當今交流變頻調速非常普遍,但是變頻調速受限于異步電機的低效率,電機運轉在低速時轉矩變小,諧波損耗大,速度變動率大,動態(tài)性能不佳等缺失;雖然采用速度死循環(huán)矢量控制或直接轉矩控制變頻器時其可以滿足性能需要,但是購置費用偏高,而且異步電機的效率,功因,低速發(fā)熱仍然無法改善.
我們在注塑機行業(yè)與變頻器節(jié)能改造作比較,無刷直流電機的綜合節(jié)電率比交流變頻要高出20%以上,注塑機沒有降低生產速度(變頻器降低約3%),電機溫升相差20℃.
在風機水泵壓縮機的負載上,功率--速度曲線實際上應該達到三次方關系,但使用變頻器驅動異步電機其曲線可能只有平方比例或稍差;采用無刷直流電機驅動其曲線可以接近三次方曲線特性,節(jié)電效果更好.
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