產業用無刷直流電機
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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。是產業自動化與節電化的最重要驅動裝置之一。.
無刷直流電機產品規范
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有刷直流電機,而且運轉費用更低,沒有保養維修的煩惱，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,動態性能不佳等缺失;雖然采用速度死循環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,低速發熱仍然無法改善.
我們在注塑機行業與變頻器節能改造作比較,無刷直流電機的綜合節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,節電效果更好.
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