宽调速永磁直流伺服电动机的发展概况及主要特点
永磁电机的应用现状及其发展趋势-概述说明以及解释
永磁电机的应用现状及其发展趋势-概述说明以及解释1.引言1.1 概述永磁电机是一种利用永磁材料产生磁场来实现电机运转的电动机。
具有高效率、高功率密度、体积小等特点，因此在各个领域得到了广泛应用。
随着技术的不断进步和需求的不断增加，永磁电机的应用也在不断扩大。
在工业领域，永磁电机广泛应用于机床、起重设备、水泵、风机等各种设备，其高效率和高功率密度能够提升设备的运行效率和工作性能。
在汽车行业，永磁电机被广泛应用于电动汽车和混合动力汽车中的驱动系统，其高能量转换效率和快速响应特性使得汽车具有更好的动力性能和续航能力。
此外，永磁电机还在家电行业得到了广泛应用，例如空调、洗衣机、冰箱等家电产品中都使用了永磁电机，其高效率和低噪音能够提高家电产品的使用体验。
在新能源行业，永磁电机是风力发电机组和光伏发电系统中的核心部件，可以将风能和光能高效转化为电能，从而推动新能源的开发和利用。
未来，永磁电机的发展趋势主要包括提高效率和功率密度、降低成本和体积、增强可靠性和耐久性以及探索新的应用领域。
随着科技的不断进步，永磁材料的性能将会越来越优越，使得永磁电机能够更高效地转换电能。
同时，随着生产工艺的改进和规模化生产的实现，永磁电机的成本将会逐渐降低，从而进一步推动其应用。
此外，永磁电机在可靠性和耐久性方面也有待改进，以满足各个行业对设备寿命和可靠性的要求。
最后，随着新能源和智能化技术的蓬勃发展，永磁电机有望在更多领域得到应用，如智能家居、机器人等领域。
综上所述，永磁电机在各个行业中都具有广泛的应用前景，并且其发展趋势也十分明确。
随着技术的不断进步和需求的不断增加，相信永磁电机在未来会有更加广阔的发展空间。
文章1.2 文章结构部分内容：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
其中，引言部分主要提供了对永磁电机应用现状及其发展趋势的概述，说明了本文的目的和文章结构。
正文部分进一步展开，介绍了永磁电机在工业领域、汽车行业、家电行业和新能源行业的应用现状，并总结了永磁电机的发展趋势。
永磁无刷直流电机的发展应用和优点
永磁无刷直流电机的发展应用和优点1 第一台的直流电动机出现于十九世纪四十年代，1873年直流电机开始投入的行业应用，从此以后，直流电机就以其良好的转矩特性在控制运动领域内得到了广泛的应用。
但是，由于传统的直流电动机采用电刷，采用机械的方法进行换向，因而存在相对的机械摩擦，所以就会产生噪声、电火花、电磁干扰、摩擦损耗，使得电机的寿命缩短，而且还需要经常维修。
由于有刷直流电动机存在以上的弊端，所以在20世纪初，人们就提出了以电子换向代替机械换向的设想。
但是当时由于大功率电子器件仅处于初级阶段，发展还不成熟，找不到理想的电子换向器件。
随着科学技术的发展，半导体材料和新型永磁材料的不断出现和更新，1962年诞生了借助于霍尔元件实现换向的永磁无刷直流电机。
与此同时，采用接近开关式位置传感器、电磁谐振式位置传感器、高频耦合式传感器、磁电耦合式传感器和光电式位置传感器的永磁无刷直流电动机也相继问世。
一般的永磁无刷直流电机的拓扑结构图如下。
主要有电机本体，位置传感器和功率逆变电路三部分组成。
电机本体有定子和转子两部分组成。
在传统的永磁直流电机中，永磁体位于定子上，起励磁作用，转子上安装有电枢绕组，通电后产生反应磁场。
利用电刷的换向作用，使得这两个磁场的方向在直流电机运行的过程中始终保持垂直，从而驱动电机运转并产生最大转矩。
而永磁无刷直流电机刚好相(图1)永磁无刷直流电机的拓扑结构反，为了实现无电刷换向，就需要将电枢绕组放在定子上，而永磁体放在转子上。
但仅此还不够，因为用一般的直流电源给电机定子绕组馈电，只能产生固定磁场，他不能与运动中的转子磁钢所产生的永磁磁场相作用，以产生单一方向的转矩来驱动电机转子转动。
因此，永磁无刷直流电机出除了电机本体以外，还要有位置传感器、逆变器触发逻辑电路和功率逆变器共同构成电机驱动系统，根据位置传感器检测的电机转子位置，供逻辑电路按一定的逻辑触发逆变器，给电机定子馈电，其目的是使永磁无刷直流电机在运行过程中电机定子绕组所产生的磁场和转动中的转子磁钢所产生的永磁磁场，在空间上始终保持π/2左右的电角度。
直流伺服电机的基本特性
直流伺服电机的基本特性网络2010-08-01 01:50:12 网络1、机械特性在输入的电枢电压Ua保持不变时，电机的转速n随电磁转矩M变化而变化的规律，称直流电机的机械特性。
直流电机的机械特性曲线K值大表示电磁转矩的变化引起电机转速的变化大，这种情况称直流电机的机械特性软；反之，斜率K值小，电机的机械特性硬。
在直流伺服系统中，总是希望电机的机械特性硬一些，这样，当带动的负载变化时，引起的电机转速变化小，有利于提高重流电机的速度稳定性和工件的加工精度。
功耗增大。
2、调节特性直流电机在一定的电磁转矩M（或负载转矩）下电机的稳态转速n随电枢的控制电压U a 变化而变化的规律，被称为直流电机的调节特性。
直流电机的调节特性曲线斜率K反映了电机转速n随控制电压U a的变化而变化快慢的关系，其值大小与负载大小无关，仅取决于电机本身的结构和技术参数。
3、动态特性从原来的稳定状态到新的稳定状态，存在一个过渡过程，这就是直流电机的动态特性。
决定时间常数的主要因素有：惯性J的影响、电枢回路电阻R a的影响、机械特性硬度的影响。
直流伺服电机的种类和主要技术参数1、按转动部分惯性大小来分：•小惯量直流电机——印刷电路板的自动钻孔机•中惯量直流电机（宽调速直流电机）——数控机床的进给系统•大惯量直流电机——数控机床的主轴电机•特种形式的低惯量直流电机2、主要技术参数：额定功率P e•额定电压U e•额定电流I e•额定转速n e•额定转矩M I e•调速比D直流伺服电机的选择，是根据被驱动机械的负载转矩、运动规律和控制要求来确定。
直流伺服电机结构和速度控制原理直流伺服电机结构示意图1、直流电机的输出电磁转矩表达式为：2、控制直流伺服电机电磁转矩和速度的方法有两种：•改变电枢电压U a即改变电枢电流I a的方法；•改变励磁电流I f即改变磁通ф的方法。
3、常用调节电枢电压的方法优点：一元函数，线性较好，控制方便；响应速度快；输出转矩大。
大惯量宽调连直流伺服电机
大惯量宽调连直流伺服电机大惯量宽调连直流伺服电机是一种常见的电机类型，它具有较大的惯量和宽调速范围的特点。
本文将从以下几个方面介绍大惯量宽调连直流伺服电机的原理、特点、应用及发展趋势。
一、大惯量宽调连直流伺服电机的原理大惯量宽调连直流伺服电机是由直流电机和伺服控制系统组成的。
直流电机是一种将直流电能转换为机械功的电动机，其工作原理是利用电流通过电枢产生磁场，与永磁体磁场相互作用，产生转矩使电机运转。
伺服控制系统是指通过传感器采集电机的位置、速度和加速度信息，经过控制算法处理后输出控制信号，控制电机的转速和位置。
大惯量宽调连直流伺服电机通过调节控制信号的幅值和频率，实现对电机转速和位置的精确控制。
1.较大的惯量：大惯量是指电机转子转动惯量较大，能够存储较多的机械能，具有较好的动态响应性能。
大惯量宽调连直流伺服电机适用于对转速和位置要求较高的应用场合。
2.宽调速范围：大惯量宽调连直流伺服电机的调速范围较广，能够实现低速高扭矩和高速低扭矩的输出。
这种特性使得它在需要频繁变速和精确控制的场合具有优势。
3.高精度控制：大惯量宽调连直流伺服电机具有较高的控制精度，能够实现对电机转速和位置的精确控制。
这对于一些对控制精度要求较高的应用来说非常重要。
4.稳定性好：大惯量宽调连直流伺服电机在工作过程中具有较好的稳定性，能够稳定输出所需的转速和位置，不易受外界干扰影响。
三、大惯量宽调连直流伺服电机的应用大惯量宽调连直流伺服电机广泛应用于机械设备、自动化生产线、机器人以及航空航天等领域。
下面以几个典型的应用场景为例进行介绍。
1.机床：大惯量宽调连直流伺服电机在机床上的应用非常广泛，可以实现对工件的高精度加工和复杂轮廓的切削，提高机床的加工效率和精度。
2.机器人：大惯量宽调连直流伺服电机在机器人中的应用主要体现在关节驱动和末端执行器的驱动上，可以实现机器人的高速、高精度的运动，提高机器人的工作效率和操作精度。
3.自动化生产线：大惯量宽调连直流伺服电机在自动化生产线上的应用非常广泛，可以实现对生产过程中的各种参数的精确控制，提高生产线的生产效率和质量。
伺服系统的分类及主要特点
伺服系统按其驱动元件划分，有步进式伺服系统、直流电动机（简称直流电机）伺服系统、交流电动机（简称交流电机）伺服系统。
按控制方式划分，有开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统等，实际上数控系统也分成开环、闭环和半闭环3种类型，就是与伺服系统这3种方式相关。
主要特点
1.精确的检测装置：以组成速度和位置闭环控制。
2.有多种反馈比较原理与方法：根据检测装置实现信息反馈的原理不同，伺服系统反馈比较的方法也不相同。
目前常用的有脉冲比较、相位比较和幅值比较3种。
3.高性能的伺服电动机（简称伺服电机）：力辉用于高效和复杂型面加工的数控机床，伺服系统将经常处于频繁的启动和制动过程中。
要求电机的输出力矩与转动惯量的比值大，以产生足够大的加速或制动力矩。
要求伺服电机在低速时有足够大的输出力矩且运转平稳，以便在与机械运动部分连接中尽量减少中间环节。
4.宽调速范围的速度调节系统，即速度伺服系统：从系统的控制结构看，数控机床的位置闭环系统可看作是位置调节为外环、速度调节为内环的双闭环自动控制系统，其内部的实际工作过程是把位置控制输入转换成相应的速度给定信号后，再通过调速系统驱动伺服电机，实现实际位移。
数控机床的主运动要求调速性能也比较高，因此要求伺服系统为高性能的宽调速系统。
说明永磁直流伺服电动机的特点
说明永磁直流伺服电动机的特点
1. 永磁直流伺服电动机那效率可不是盖的呀！就像运动员一路冲刺，毫不费力！你看那些需要精准控制的设备，不都靠它来提供高效动力，才能那么出色地完成任务嘛！
2. 它的调速性能简直太棒啦！就如同开车时能轻松自如地切换速度，想快就快，想慢就慢。
在各种不同的场景下，都能完美适应，是不是很厉害？
3. 永磁直流伺服电动机的响应速度那叫一个迅速，就跟短跑选手听到起跑枪声立刻起跑一样快呀！有紧急情况或者需要快速反应时，它绝对不会掉链子！
4. 嘿，它的转矩可稳定了呢！就好像是一座坚固的大厦，稳稳地矗立着。
不管外界怎么变化，它都能保持住自己的力量，超级可靠的呀！
5. 这电动机的控制精度高得很哟！仿佛是一位能精确雕刻的大师，不差分毫。
在那些对精度要求极高的工作中，它表现得极其出色！
6. 它的适应性强着呢！就像一个全能选手，不管放在哪里都能发挥出色。
无论环境怎么变，它都能轻松应对，厉害吧？
7. 永磁直流伺服电动机的过载能力也不错呀！好比一个大力士，关键时刻能爆发出强大的力量。
偶尔超出一点负荷，也完全不在话下！
8. 说真的，永磁直流伺服电动机真的太优秀啦！在各种领域都大显身手，给我们的生活和工作带来了巨大的便利。
这就是它的特点，实实在在让人惊叹呀！我的观点结论就是：永磁直流伺服电动机确实是非常出色的动力设备！。
伺服电机的种类特点及应用
伺服电机的种类特点及应用伺服电机是一种能够根据控制信号准确地控制角度、位置或速度的电动机。
它通过内置的位置、速度或力传感器以及反馈控制系统，可以实现精确定位、快速响应和稳定控制。
伺服电机在工业自动化、机器人、航空航天、医疗设备等领域有着广泛的应用。
根据不同的控制方式和结构特点，伺服电机可以分为直流伺服电机、交流伺服电机和步进伺服电机。
1. 直流伺服电机直流伺服电机是最常见和应用最广泛的伺服电机之一。
它具有结构简单、响应速度快、转矩规模广等特点。
直流伺服电机通常由直流电机、编码器、功率放大器等组成。
它可以通过调整功率放大器的电压或电流，实现对电机转矩的精确控制。
直流伺服电机被广泛应用于工业自动化、机器人、航空航天等领域。
2. 交流伺服电机交流伺服电机是一种使用交流电作为动力源，通过电子器件来控制电机的转速和位置的伺服电机。
它具有高效能、性能稳定等特点。
交流伺服电机通常由交流电机、编码器、位置控制器等组成。
它可以通过位置控制器控制电机的输出位置、并通过编码器进行位置反馈，实现高精度的位置控制。
交流伺服电机被广泛应用于工业自动化、机器人、数控机床等领域。
步进伺服电机是一种通过控制信号使电机按固定的步距转动的伺服电机。
它具有结构简单、定位精度高、价格低廉等特点。
步进伺服电机通常由步进电机、驱动器、编码器等组成。
它不需要反馈传感器就能够实现准确定位控制，并且能够在断电后保持当前位置。
步进伺服电机被广泛应用于数控机床、印刷机械、标志设备等需要精确定位的领域。
除了上述分类外，还可以根据控制方式将伺服电机分为位置伺服电机、速度伺服电机和力矩伺服电机。
1. 位置伺服电机位置伺服电机是一种能够精确控制电机位置的伺服电机。
通过位置反馈传感器，可以实时监测电机位置，并通过控制器对电机的控制信号进行调节，使电机按照预定位置运动。
位置伺服电机广泛应用于需要精确定位的场合，如机床、自动化生产线等。
2. 速度伺服电机速度伺服电机是一种能够精确控制电机转速的伺服电机。
永磁直流伺服电机的工作特性
永磁直流伺服电机的工作特性1. 永磁直流伺服电机的性能特点 1) 低转速大惯量 2) 转矩大 3) 起动力矩大 4) 调速泛围大，低速运行平稳，力矩波动小 2. 永磁直流伺服电机性能用特性曲线和数据表描述 1) 转矩-速度特性曲线（工作曲线） 2) 负载-工作周期曲线 过载倍数 Tmd，负载工作周期比 d。
3) 数据表：N、T、时间常数、转动惯量等等。
3.永磁直流伺服电机的工作特性曲线 图 6﹒8 永磁直流伺服电机工作曲线图 6﹒9 负载-工作周期曲线Ⅰ区为连续工作区；Ⅱ区为断续工作区，由负载-工作周期曲线决定工作时间；Ⅲ区 为瞬时加减速区20 世纪 80 年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永 磁交流伺服驱动技术有了突出的发展， 各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动 机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。
交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统 的主要发展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。
90 年代以后，世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。
交流伺服驱动装置 在传动领域的发展日新月异。
永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较， 主要优点有：⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。
⑵定子绕组散热比较方便。
⑶惯量小，易于提高系统的快速性。
⑷适应于高速大力矩工作状态。
⑸同功率下有较小的体积和重量。
交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似， 但前者的转子电阻 比后者大得多，所以伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点： A、起动转矩大 由于转子电阻大，其转矩特性曲线与普通异步电动机的转矩特性曲线相比，有明显 的区别。
它可使临界转差率 S0＞1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性， 而且具有较大的起动转矩。
因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、 灵敏度高的特点。
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分析设计 宽调速永磁直流伺服电动机的发展概况及主要特点周海清(新余高等专科学校 江西336525)D evelop i ng Survey and M a i n Character istics of Per manen tM agnetW ide Speed Range DC Servo M otorsZ hou H a ig ing(X inyu Co llege fo r P rofessi onal T rain ing of H igher L earn ing,J iangx i336525) 【摘 要】 简要介绍了宽调速永磁直流伺服电动机的结构特点、主要性能、用途和开发情况。
【关键词】 永磁 宽调速 电机 性能【Abstract】 T h is paper b riefly in troduces structu ral featu res,m ain p roperties,functi on and develop ing conditi on of perm anen t m agnet w ide speed range DC servo mo to rs.【Keywords】 perm anen t m agnet w ide speed range electric mo to r p roperty1发展概况近年来,世界各国的机械制造业都处在数量化、数控化、自动和半自动化的高潮,微电子技术的应用,尤其是微型计算机的普及,给机械数控化带来很大的发展。
作为高精度伺服元件的宽调速电机被广泛应用在数控机床、机器人、雷达跟踪、冶金机械、纺织机械等各个领域。
据美国有关部门报道,美国市场对永磁直流电机的需求量以每年21%的速度猛增,导致这一增长趋势的原因首先是自动化设备的飞速发展和电子计算机外围设备不断扩大,其次是军事电子设备的激增和电子电动玩具应用的日益广泛。
英、日、德等国均有大量的全系列该电机出售,并且有与其相配套的控制器供应。
在我国,早在70年代就开始这方面的研制工作。
现在,全国有近十家厂设计宽调速永磁直流伺服电动机,基本上形成了系列产品(额定转矩从0.5-75N m,最高电压<160V,最高转速1000-2000r m in)。
电机可同轴装配高灵敏度直流发电机或脉冲编码器,已广泛用于各种自动化控制系统中,特别为我国数控机床以及机床行业产品更新、旧机床技术改造提供了可靠的执行元件,它对提高工效,提高加工质量和精度,大幅度降低废品率和成本起很大作用。
目前,我国有几百万台普通机床,数控率在0.5%以下,一旦采用微电机技术进行改造,效益是相当可观的。
2电机结构特点2.1采用铁氧体永磁材料作磁源永磁材料性能是决定电机电气和机械特性的关键因素。
常用的永磁材料有铁氧体、铝镍钴、钐钴和钕铁硼等,根据它们的性能价格(见下表)关系选择磁性材料。
目前,我国民用产品中多采用铁氧体作磁源,它具有如下一些特点:(1)原材料丰富,成本低廉,因而可以提高电机的经济指标。
(2)矫顽力高,不容易去磁,能承受大的冲击电流,提高电机快速性。
矫顽力高也可以减少电机名称B r(T)H C(A m)(B H)m ax(kJ m3)居里点(℃)单位价格(元 kg)铁氧体0.3-0.41.75×105-2.23×10523.87-31.8345020铝镍钴51.2-1.34.77×104-5.57×10447.75-55.70724200钐 钴≥0.8≥5.57×105119.37-198.94724950钕铁硼≥1.07≥6.36×105>198.94321450本文1998年11月10日收到82微特电机 1999年第2期外径,降低电机中心高。
(3)去磁曲线很大部分接近直线,回复直线基本与去磁曲线重合,不存在磁钢不可逆现象,因而磁极可以在电机外部充磁后装入电机内,电机不需要另加充磁线圈。
(4)电阻率大,可以减少涡流损耗。
但铁氧体永磁也有以下不足之处:(1)磁能积小,剩磁密度低。
(2)温度系数大。
铁氧体温度系数为-0.5%～0.2% ℃,且低温下会产生不可逆去磁。
在设计上作适当考虑就可以避免其影响[5]。
(3)材料硬脆,不易加工。
对于性能要求高、体积小的电机,现在都采用钕铁硼作磁源。
由于钕铁硼性能良好,价格较便宜,它可以取代铝镍钴和钐钴永磁。
2.2采用凸极和隐极相结合的磁极结构由于铁氧体剩磁密度低,为了获得较高的电机气隙磁密,我们采用图1所示的磁路结构。
当只有侧磁极没有主磁极时,即为通常的隐极式电机;只有主磁极而无侧磁极,则为凸极式。
这两种磁路结构的结合:一是充分利用了电机内部的有效空间,增加了铁氧体永磁用量,以弥补铁氧体磁能积较小的缺陷。
二是采用软磁材料极靴收敛磁通措施,将主磁极和侧磁极磁通汇合于极弧下的气隙,使气隙磁密增大,从而不受铁氧体本身剩磁密度较小的限制。
三是比单独的隐极或凸极结构大大减少了漏磁,提高了永磁的利用率。
图1 宽调速永磁直流伺服电机磁路结构2.3采取极靴分为两半措施为减弱电枢反应的影响,保持在峰值电流时气隙磁通不变,采取将极靴分成两半措施。
极靴中间留一小缝隙Η(如图2所示),以增加电枢反应磁路的磁阻,并将极靴中间缝隙填以铜片,这样可以削弱动态去磁影响。
2.4电枢采用普通电机齿槽结构,避免特殊结构工艺电枢齿槽数尽可能增多,且转子斜槽以减弱齿槽对气隙磁场的影响。
图2 极靴有缝隙时的磁路2.5电枢直径大,定子磁极小,以增加电机的过载能力机壳采用10-20号电工钢无缝钢管制成,磁钢和机壳的固定采用厌氧胶粘接。
为了便于和机床配合,采用凸缘装配形式。
电机全封闭自冷,适应机床环境要求。
3电机主要性能通过样机测试,宽调速永磁直流伺服电机获得如下一些性能:3.1电机热时间常数大,过载能力强热时间常数都在100m in 以上。
一般小惯量电机的热时间常数只有几分钟,一旦过载,转子温升很快上升,如不采取措施就有烧毁转子危险。
宽调速电机可以在过载一倍的情况下工作短时。
3.2转动惯量大如15N m 电机的转动惯量为4.28N c m s 2,而同容量的小惯量电机只有0.059N c m s 2。
电机惯量大,可以得到与机床惯量较好的匹配。
一般电机惯量比机床惯量大2-4倍,因为机床负载惯量是变化的,随着加工工件大小不同而变,如电机惯量太小,则负载惯量的影响大,使进给系统不稳定。
因此,小惯量电机伺服系统往往需要在机床上进行精确调整和补偿校正,而宽调速电机只需要简单调整即可保持系统稳定。
电机惯量大,还可以避免机床共振影响。
3.3电机低输出大转矩可以直接驱动丝杆,不需要齿轮减速,从而使机床结构简单可靠,降低了成本,消除了齿轮噪声和振动,提高了机床效率和系统精度。
3.4低速性能好宽调速电机的转子直径较大,由于电机槽和换向片数较多,使电机输出力矩波动小,有利于电机低速运行。
普通直流电机力矩波动为其频定力矩的20%-30%,该电机的力矩波动值在3%以下。
3.5快速响应性好如15～25N m 宽调速电机的峰值力矩均达到额定力矩6倍以上,它们的理论加速度在2580(下转第31页)92宽调速永磁直流伺服电动机的发展概况及主要特点IPM的主要优点在于:(1)由于IPM集成了驱动和保护电路,使用户产品的设计变得相当容易,缩短了产品上市的时间。
(2)自动化的IPM组装和测试手段提高了系统的可靠性,其他还包括减少所需采购、存储和组装的元件数等优点。
(3)由于IPM通态损耗和开关损耗都比较低,使得散热器减少,因而系统尺寸也减少。
(4)所有的IPM都采用同样的标准化与逻辑电平控制电路相联的栅控接口,在产品系列扩充时无须另行设计驱动电路。
(5)IPM在故障情况下的自保护能力,减低了器件在开发和使用中过载情况下的损坏机会。
2IP M的选用IPM在选用时,首先是根据变频装置的容量(电动机的额定功率),同时也要考虑供电电源容量,确定其额定值和最大值,然后选择具体型号。
选型时,有两个主要方面需要权衡。
根据IPM的过流动作数值以确定峰值电流及适当的热设计以保证结温峰值永远小于最大结温额定值,使基板的温度永远低于过热动作数值。
峰值电流依电机的功率额定值而定。
下表是根据O C动作数值和电机峰值电流而给出的交流220V电机推荐使用的IPM类型。
电机峰值电流是基于变频器和电机工作的效率、功率因数、最大负载和电流脉动而设定的。
电机电流最大峰值可由下式计算:I c(峰值)=PO L 2ΚΓΥF 3V AC式中:P=电机功率(W);O L=变频器最大过载系数;Κ=电流脉动因数;Γ=变频器的效率;ΥF=功率因数;V A C=交流线电压(V)。
交流220V电机额定值对OC保护设置的要求表电机的额定功率(k W)I C(峰值)(A)可用的IPM型号最小OC动作数值(A)0.46.4PM10CSJ060120.7510.7PM15CSJ060181.517.0PM20CSJ060282.223.3PM30CSJ060或R SF393.736PM50R SA060或R SK655.551PM75R SA0601157.570PM75R SA0601151198PM100CSA060或R SA15815129PM150CSA060或R SA21018.5161PM150CSA060或R SA21022191PM200CSA060或3×D SA31030244PM300D SA060×339037308PM400D SA060×350045371PM400D SA060×350055456PM600D SA060×3740 例如:电源V ac=220V交流,电机P=3.7k W, O L=150%,Κ=120%,Γ=0.9,ΥF=0.76,则I c(峰值)=36.1A。
依据上表的推荐型号PM50R SA060规定的最小O C动作数值是65A,所以这个型号能够满足第一个要求,选定后,还需通过适当的热设计来满足其热要求。
在具体的应用中,应针对器件手册中给定的参数如:最大额定值,特性参数(电气特性,热特性,机械特性)以及推荐的工作条件进行系统设计。
3结 论IPM集成了驱动和保护电路,给用户产品的设计和开发带来了很大的便利,VVV F变频器是其典型的应用场合。
在选用IPM时,要根据IPM 过流动作数值来确定其峰值电流。
参 考 文 献1 第三代IGBT和智能功率模块应用手册.三菱电机2 宋凌峰,宋 凯,宋立伟.智能功率模块及其在变频调速中的应用.微电机,1997;(4):15～18(上接第29页)～3250rad s2内,满足机床快速性要求。