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BS系列稀土永磁无刷直流电机概述,特点与参数


一、稀土永磁无刷直流电动机的基本DJ大倾角皮带输送带规格及技术数据见下表
本系列产品过载倍数为额定负载转矩的1.石料破碎机5倍。
本系列产品均具有短路、过流、过压、过热、转子传感器错误保护,具有数字显示功能激振器, BSC1 系列还具有全数字化控制功能 。
本系列产品的调速比一般为1:2气流筛0-1:50
根据用户需要可以提供调速比为1:100过载倍数2倍以上的派生产品以及无位置传感器的其它分筛机的派生产品。 无刷直流电动机技术数据表  功率参数
1.1KW 1.5KW 2.2KW 3KW 4KW 5.5K碎石生产线设备W 7.5KW 11KW 15KW 18.5KW 22KW 30KW 额定电压V 220/
380 2给料机20/
380 220皮带运输机/
380 220/gx螺旋输送机
380 提升加料机220/
38摆式给料机0 220/
3双辊机80
振动筛分380
38是常用矿用破碎机0
380ZSL系列大型冷矿振动筛
380
380
380 额定电流 A 4.3/
2.0 5.9/
2.5 8.6/
3.6 11.7/
4.9 15.7/
6.9 21.5/
9.0 12 18 25 31 37 50 相数
三相 三相 三相 三相 三相 三相 三相 三相 三相 三相 三相 三相 最高工作转数 r/min 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 额定输出转矩Nm 7 9.6 14 19 25.5 35 47.8 70 96 117.8 140 191 过载倍数 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 绝缘等级 B B B B B B B B B B B B 效率 h% 88 90 92 92 93 93 93 93 94 94 94 95 安装尺寸外形尺寸 90-4 90-4 100L-4 100L-4 112M-4 132S-4 132S-4 160M-4 160M-4 180M-4 180M-4 200L-4  

二、产品简介
1. 稀土永磁无刷直流电动机的结构特点
1.1 无刷直流电动机(BLDCM)由电动机本体和驱动器构成,是一种典型的机电一体化产品。
1.2 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机转子由钕铁硼永磁材料构成。在定转子形成的气隙中产生N-S极相间的方波磁场,所以也把这种电动机称为“方波电动机”。为了使电动机绕组准确换向,在电动机内装有位置传感器,作为转子极性的位置信号。
1.3 驱动器组成:
2 作为控制中枢的单片机;
2 作为电子换向的由 IGBT或MOSFET构成的逆变桥;
2 作为电压型交 —直—交主电路的整流、滤波单元;
2 作为人机接口的键盘和数字显示单元;
2 作为控制、驱动电源的开关电源。
2.无刷直流电动机的主要特点
2.1 高效率:无刷直流电动机转子上既无铜耗又无铁耗,其效率比同容量异步电动机提高5%-12%。
2.2 功率因子高:无刷直流电动机无需从电网吸取激磁电流,功率因子接近1。
2.3 启动转矩大,启动电流小:无刷直流电动机的机械特性和调节特性与他激直流电动机枢控时相应特性类似,所以它的启动转矩大,启动电流小,调速范围宽,但没有因电刷换向器引起的缺点,电子换向取代了机械换向。
2.4 电动机出力高:该电动机在体积和最高工作转速相同时,较异步电动机输出功率提高30%。
2.5适应性强:电源电压偏离额定值+10%或-15%,环境温度相差40K以及负载转矩从0-100%额定转矩波动时,无刷直流电动机的实际转速与设定转速的稳态偏差,不大于设定转速的±1%。
2.6无刷直流电动机是一种自控式调速系统,它无需像普通同步电动机那样需要启动绕组;在负载突变时,不会产生振荡和失步。
2.7 无刷直流电动机具有直流电动机特性、交流异步电动机的结构。
2.8 无刷直流电动机适合长期低速运转、频繁启动的场合,这是变频调速器拖动Y系列电动机不可能实现的。

三. 稀土永磁无刷直流电动机的基本工作原理
无刷直流电动机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。
1. 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。
无刷直流电动机的原理简图如图一所示:

主电路是一个典型的电压型交-直-交电路,逆变器提供等幅等频5-26KHZ调制波的对称交变矩形波。
永磁体N-S交替交换,使位置传感器产生相位差120 ° 的U、V、W方波,结合正/反转信号产生有效的六状态编码信号:101、100、110、010、011、001,通过逻辑组件处理产生T1-T4导通、T1-T6导通、T3-T6导通、T3-T2导通、T5-T2导通、T5-T4导通,也就是说将直流母线电压依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上,这样转子每转过一对N-S极,T1-T6功率管即按固定组合成六种状态的依次导通。每种状态下,仅有两相绕组通电,依次改变一种状态,定子绕组产生的磁场轴线在空间转动60°电角度,转子跟随定子磁场转动相当于60°电角度空间位置,转子在新位置上,使位置传感器U、V、W按约定产生一组新编码,新的编码又改变了功率管的导通组合,使定子绕组产生的磁场轴再前进60°电角度,如此循环,无刷直流电动机将产生连续转矩,拖动负载作连续旋转。正因为无刷直流电动机的换向是自身产生的,而不是由逆变器强制换向的,所以也称作自控式同步电动机。

四、稀土永磁无刷直流电动机的应用
电动机的控制实际上是转矩控制;电动机的体积大小决定于转矩的大小;所以选用电动机时,除了有关安装方式,防护等级以外,莫不以负载转矩-稳态负载转矩TL和扰动转矩ΔTL为中心来考虑电动机的选用。
1. 电动机的电磁转矩TM决定了电动机的体积 D 2 L :
TM=CM D 2 L
其中CM称作电动机常数,它和电动机绕组绝缘等级、散热条件等密切相关。
通常标定的电动机输出功率PN是在额定转速nN下连续输出额定转矩TN乘积关系,如果PN以(W)、T以(N·m)、nN以(r/min)表示,则:
PN =0.1047TN·nN=TN·ωN
ωN是电动机的额定角速度,以rad/s为单位。
所以,选用电动机(特别是调速应用的电动机)应该说:在XX-XX转速范围内电动机的连续额定转矩TN是多少,或者说:在最大工作转速为XXr/min电动机额定功率是多少。
对一个调速比为D=nmax/nmin恒转矩TL运行的调速电动机来说,它的输出功率从Pmin=0.1047nminTL到Pmax=0.1047nmaxTL,如果D=100,则最大和最小输出功率之比为100:1。对于无刷直流电动机来说,转速增加后铁耗和风摩耗近似以转速的平方关系增加,所以输入功率增加比例更大。
2. 负载的等效转矩,Teq不得超过电动机连续额定转矩,负载的最大转矩不得超过电动机的允许过载转矩。

3. 减速比i是电动机转速nM和负载转速nL之比,在不计减速机构效率时,两方功率平衡TM·nM= TL·nL,所以i= nM/nL,i= TL/TM,减速机构相当于放大了电动机的转矩,减小了电动机转速。负载转动惯量JL折算到电动机轴上的转动惯量JL'和电动机自身转动的惯量JM之和是:JL' + JM = JL/i2+JM ,如果负载质量为M,以V为速度运动,则:
1/2MV2=1/2JLω2, JL=MV2/ω2
利用 JL'=JL/i2 , 得 JL'+JM=JL/i2+JM=J
4. 任何瞬时,以下方程都成立
TM=TL+Bω+J·dω/dt
其中TM是电动机输出转矩,TL是负载和库仑转矩之和,B是阻尼系数,J是系统转动惯量,TL、B、J都是折算到电动机轴上的等效资料,ω是电动机的角速度。对于系统转动惯量J大的系统宜选择大减速比i的减速机构。对于要求加速快而J又显著较大时,宜选用i=√JL/JM,就是选择i,使负载折算转动惯量JL'等于电动机转动惯量JM。过大的J·dω/dt容易引起负转速波动或震荡,因此应使ω缓变,避免ω突变;如果确需ω突变,则应选用伺服型系统,而不应选用任何一种类型的调速系统,如果J·dω/dt远大于TL、Bω,则在停机时,无刷电动机将在发电机状态工作,在这种状态下,直流母线电压会急剧增长,危及功率器件。为此需在直流母线上增加过压放电电路或使指令电压Vc缓变,使ωM逐渐降到安全角速度再切断速度指令。否则,需另加制动器以适应快速停转的需要。对于频繁启动或正反转的系统也应遵守软启动、软停止、再启动的原则,并且要核算等效电流:
Ieq=√∑Ii2·ti/∑ti ≤IN
5. 无刷直流电动机适应多台电动机中高速同步旋转,其转速相差不超过1%。这时需多台电动机共享一个速度指令,对于多台电动机相距远时,需用V/f-f/V变换技术来传递速度指令,防止速度指令电平Vc在传递中因衰减不同而引起指令误差。
6. 恒张力(F)系统选用无刷直流电动机作为卷绕机构动力时,电动机的最高转速
ηmax= ,电动机的最大转矩Tmax=F·Dmax/2,其中Dmin和Dmax对应卷筒的最小和最大直径(m),V是卷绕物的线速度(m/min),F为恒张力(N),最大转矩Tmax(N·m),负载功率P=FV/60(W)。

 

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