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現(xiàn)在伺服行業(yè)更趨向于電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器直接適配，采用電子銘牌的格式，不需要自己手動(dòng)輸入電機(jī)參數(shù)，驅(qū)動(dòng)器直接讀編碼器中存儲的電子銘牌，獲得電機(jī)參數(shù)，自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部的電流環(huán)。
$ o$ H1 m9 v* t& W0 ]8 B+ h而設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)，首先是我們要確定驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)了，然后確定需要設(shè)計(jì)的額定功率，額定轉(zhuǎn)速，額定力矩，最高轉(zhuǎn)速，過載能力、額定散熱下的溫升。其實(shí)現(xiàn)在的電機(jī)都是成系列了，因?yàn)橥活~定條件下的電機(jī)有很多種參數(shù)可選，為了適應(yīng)市場的需要，便于安裝等，根據(jù)不同的法蘭尺寸劃分系列，設(shè)計(jì)沖片時(shí)要明確選擇的是什么系列，根據(jù)準(zhǔn)備選用哪個(gè)系列選擇合適的定子沖片的外徑。" H5 a% o. o, r' {9 R) u
采用單相220v輸入的驅(qū)動(dòng)器，再經(jīng)過svpwm后，理論上的能提供的相電壓有效值最大值等于220v/1.732。
4 w5 R2 n0 }# b因?yàn)殡姍C(jī)的反電勢與轉(zhuǎn)速成正比，那么電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速其實(shí)就是扣除電阻等分擔(dān)的電壓后，反電勢除以反電勢系數(shù)了。這個(gè)系數(shù)就跟實(shí)際的繞組匝數(shù)，磁密相關(guān)了。然后根據(jù)最大轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的關(guān)系，可以確定額定轉(zhuǎn)速下的反電勢，想要把電機(jī)出力的余量留大，就是在設(shè)計(jì)最高轉(zhuǎn)速下的反電勢時(shí)取值小點(diǎn)，這樣在所謂的最高轉(zhuǎn)速時(shí)，繞組中還能通一定的電流，用來出力。電機(jī)設(shè)計(jì)的另一個(gè)參數(shù)是額定力矩，這個(gè)直接跟磁密和電密有關(guān)了。
% y4 R! [7 @: M: M2 w! R w3 D磁密就是磁感應(yīng)強(qiáng)度，電密就是電機(jī)氣隙中單位長度的電流值。這兩個(gè)值反應(yīng)了力矩與電場和磁場的關(guān)系。想增大力矩，你可以增大電密，就是加電流了，你還可以增大磁密，選剩磁更高的永磁體，或者加長磁鋼厚度。! V; O1 Y6 z, w1 G% n$ s
現(xiàn)在就該談?wù)勗敿?xì)的磁場部分的設(shè)計(jì)了，不得不佩服有限元，現(xiàn)在的有限元軟件計(jì)算磁場已經(jīng)能算的很準(zhǔn)確了，基本偏差不大，所以你大概的知道了參數(shù)范圍以后就可以采用有限元微調(diào)參數(shù)了。一般按二維設(shè)計(jì)即可，不用建立三維模型。如果你不懂變分法，差分法，麥克斯韋方程組的話，你可以做一個(gè)按鈕工，只要你的公司產(chǎn)品夠成熟，直接照葫蘆畫瓢就行，不會(huì)有太大問題的。反正銅耗，鐵耗都能算出來。( G& K7 m2 J; \/ [. t
而且基于公司現(xiàn)有的模型，也不需要用什么特別的沖片形狀去消除齒槽轉(zhuǎn)矩。按已有的改一下尺寸，參數(shù)化多算算，找一個(gè)局部最優(yōu)解就行了。, P# \; v1 @/ U! {/ P% f5 ]( \9 g
電機(jī)里面還有一個(gè)重要的參數(shù)是熱負(fù)荷，這個(gè)值反應(yīng)了單位面積的發(fā)熱量，直接衡量電機(jī)發(fā)熱，感覺設(shè)計(jì)不合格主要就是發(fā)熱了。要是用超導(dǎo)，沒有發(fā)熱，那么電機(jī)就可以隨便設(shè)計(jì)了。+ o( a3 d) d0 c3 _ |/ c
同一法蘭尺寸的電機(jī)還要考慮電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小，這反應(yīng)了電機(jī)的機(jī)械常數(shù)，慣量大，力矩小的時(shí)候啟動(dòng)較慢，而大力矩，小慣量加速性能好，再就是慣量匹配了。同一法蘭，同一慣量類別的PMSM，設(shè)計(jì)不同功率電機(jī)時(shí)就是改鐵芯的疊厚度，銅線的線徑和匝數(shù)了，主要就是畫圖的累了，哈哈。當(dāng)然，同一功率，低壓變高壓驅(qū)動(dòng)器的時(shí)候也要換換繞組的線徑和匝數(shù)，保持電流密度不變，但是反電勢增大就行了。: p6 N7 b4 v( s: N- h
再聊聊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，現(xiàn)在市面上通用的電機(jī)其實(shí)結(jié)構(gòu)大差不差，抄抄改改。主要需要考慮的是絕緣，振動(dòng)，噪音。強(qiáng)度方面需要考慮的不多。其中以振動(dòng)比較難搞，但是對結(jié)構(gòu)工程師來說就是要定好動(dòng)平衡精度等級。振動(dòng)超標(biāo)往往是動(dòng)平衡沒做好導(dǎo)致的。
% @3 {, t7 R: K2 k1 x剩下的就是作為產(chǎn)品必須做的測試，電阻、電感、反電勢必須的，還有絕緣，耐壓，IP，xyz三個(gè)軸的振動(dòng)，溫升，st曲線，波形面積差，噪音，老化，編碼器的精度等等，出貨的話還得考慮外觀。最后就是安規(guī)了，UL、CE、看你賣哪里了。: h6 ?0 M- ^0 C" G
所以真正的設(shè)計(jì)電機(jī)的公司里，電磁工程師狗屁不是，核心領(lǐng)導(dǎo)是機(jī)械工程師，因?yàn)檫x用哪家鋼廠的硅鋼片都是機(jī)械工程師的活，所謂電磁工程師狗屁不懂。; f) b& ?& ?% T, Q3 l; [* }
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樓主: 飛起來dj
發(fā)表于 2025-8-20 09:01:57
