電源設計技術資訊網站

電源設計支援工具   English   简体中文   日本語   한국어

2022.03.30 馬達

有刷直流馬達的特性

有刷直流馬達

重點:

・當外加扭矩時,有刷直流馬達轉速會以恒定值下降。

・當提高電源電壓時,有刷直流馬達轉速會上升。

・當外加扭矩時,有刷直流馬達電流會以恒定值增加。

・最大轉矩時=轉速為零時=有刷直流馬達電流最大。

該系列文章中,直到上一篇文章都介紹的是有刷直流馬達的原理。本文將介紹有刷直流馬達的基本特性。

有刷直流馬達的特性

簡而言之,當將電源電壓外加到有刷直流馬達時,電流流動並且有刷直流馬達旋轉。電源電壓、轉速和轉矩等特性之間都是彼此相關的。下面使用有刷直流馬達的等效電路和公式進行說明。

●閉合電路直流關聯運算式:Ea=R×Ia+Ec
 *Ea:電源電壓,R:電樞電阻,Ia:馬達電流,
    Ec:馬達感應電壓

電源電壓Ea是電樞電阻R與馬達電流Ia相乘的值再加上感應電壓Ec而得到的值。電樞電阻是線圈和鐵芯的電阻分量。歐姆定律本身就是電阻×電流等於電壓。感應電壓是由馬達的旋轉產生的電壓(發電),是新增的電壓。

●馬達感應電壓:
 *Ec:馬達感應電壓,Ke:反電動勢係數,N:轉速

馬達的感應電壓Ec是反電動勢常數Ke乘以轉速N而獲得的值。因此,馬達的感應電壓與轉速成正比。

●馬達轉矩:
 *T:轉矩,Kt:轉矩常數,Ia:馬達電流

馬達的轉矩T是轉矩常數Kt乘以馬達電流Ia而獲得的值。因此,馬達轉矩與電流成正比。

●轉速和轉矩之間的關係:

該公式匯總了上述馬達感應電壓和轉矩的公式,並給出了轉速N和轉矩T之間的關係。透過公式可以看出,因為Ke和Kt是常數,所以1)當外加扭矩T時,轉速N以恒定值減小,並且2)當扭矩T恒定時,轉速N與電源電壓Ea成正比地增加。

右圖中匯總了上面的關係。轉矩-轉速(T-N)特性是當外加轉矩時轉速以恒定值減小,也就是成反比。另外,當提高電源電壓時,外加到馬達的電壓將增加,轉速提高。當轉速為零時轉矩最大。

轉矩-電流(T-I)特性是當外加轉矩時,馬達電流以恒定值增加,即與外加的轉矩成正比。在最大轉矩時,也就是轉速為零時,馬達電流最大。

在驅動馬達時,應基於該關係來考慮驅動條件。

馬達參數的單位

由於在前面的說明中提到了一些馬達參數,所以在此列出這些馬達參數的常用單位。

轉速N: min-1、rpm、rad/s
轉矩T: N・m
反電動勢係數Ke: V・s/rad、V/rpm
轉矩常數Kt: N・m/A

有些馬達參數有多個單位標記法,但是作為將電能轉換為機械能時的單位,需要按照粗體顯示的單位N·m、rad / s、V·s / rad來統一。

電源供應器晶片的技術資料 免費 下載