如果你是一個剛入行的電機工程師,剛剛參加了一個新產品的開發,在眾多電機供應商中讓你去挑選一款合適的電機,該從哪個角度去入手呢?
今天這篇文章就從TN曲線的角度來解析如何挑一款極具性價比的電機(最精準的刀法是建立在對電機原理的透徹理解下的)
下面這張圖是我在電機廠商官網下載到的TN曲線圖:
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首先,可以看到這張圖的橫軸是轉速,縱軸是轉矩,圖中有兩條黑色的曲線,B描述的是短時工作區域,A描述的是連續工作區域,(有的人也會把B曲線叫做TN曲線,把A曲線叫做S1曲線)。顧名思義,短暫工作區域表示馬達只能短暫維持這個狀態的轉速和扭矩,而馬達可以長時間工作在連續工作區域。
決定短時工作區域的是馬達的短時電氣特性:瞬時電流、瞬時電壓,決定持續工作區域的是馬達的持續電氣特性:持續電流、持續電壓、馬達持續溫升,區分這兩條曲線非常重要。
其實判斷一款馬達能否正常使用,最直覺的是拿出一個TN需求曲線:
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如果說紅色的曲線全都位於該馬達的工作區域內,那大概是沒問題的,紅色的TN曲線通常來自於實驗數據,或是模擬計算的結果。一般的紅色曲線是瞬時的TN曲線,怎麼判斷持續的TN曲線是否符合要求呢?
如果把TN曲線分開開來,拿到轉速-時間曲線和扭力-時間曲線:
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把所有的轉速和扭力曲線求積分,那麼就會得到這個工作過程中的平均轉速和平均扭力。
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如果該點 在S1曲線內,那麼表示持續的TN曲線也是能滿足你專案上的需求的。
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如果拿不到需求的TN曲線,或是不願意去計算平均轉矩/平均轉速,那就看這些重要指標:
最大轉速、最大轉矩(一般這裡說的最大都是在瞬時工況下的)(圖中標紅的點)
如果你的專案有明確的轉速要求,那麼一定要看馬達的datasheet中的最大轉速達到了你的條件。
最大轉矩如果產品經理沒有給出明確的定義,那麼可以自行通過所需的角加速度,馬達慣量,負載轉矩,摩擦力矩大致估算,同時保留一定的安全餘裕。
PS:在實際應用中,尤其需要注意摩擦力矩,TN曲線扣除摩擦力矩的部分才是實際輸出到馬達軸上的剩餘扭矩
堵轉扭矩
以下是一些我曾經的疑問,可以當作思考題給大家分享下:
至於參考答案,可以看下我之前寫的一篇文章,