转速、扭矩……哪些因素对电机的功率影响更大?
影响电机输出功率的因素有两个,一是转速,二是扭矩。 两者的乘积越高,威力越大。
众所周知,它在电机功率方面算得上是佼佼者。 出于同样的原因,电机功能强大。 它的转速超过10,000 rpm,扭矩为600NM。 当然,它的恒转矩区是在0~5500rpm之间,以上是恒功率区,转矩随着转速的增加同比例下降。
所以,问题的核心是如何在那么小的体积下实现10000转的高转速和怎么提供600NM的大扭矩。
机械上实现10000转是容易的,只需要做好动平衡,用高转速的轴承就可以。真正困难的是电路方面——需要转子通过高频高压的大电流(通常在500Hz、350V,1000A左右)。
由此带来的问题是:耐压相对好解决(其实也有点难的),大电流需要很粗的导电截面,高频率会有很强的趋肤效应这是矛盾。
那么如何解决呢? 多股导线,线圈端头尽可能短,耐高温和高频,相应的线圈和定子散热,政变是一体化变频器和异步电机。
变频器一体化后,EMC的问题容易解决了。
异步电机是容易做到平稳驱动,可以更好的驱动到很高速,这是相对永磁同步电机的明显优势。
因为电机有一个额定工作转速,高于此转速需要超电压或者是弱磁驱动,异步电机弱磁很容易,只要减小相应的励磁电流就可以了。永磁同步也可以弱磁,需要增加一个相应的去励磁的电流。总的电流的承受能力有限,所以异步的优势就明显。
扭矩方面,主要通过增加磁场,提高磁场的有效利用率来实现。
具体做法:定子、转子的深槽型,增加导磁截面,还有转子磁场的一致性,减小端部的损失。
至于铜转子方面,更多的还是通过增加导磁截面来提高转矩。通过降低转子导体电阻,更大扭矩不会增加。
此外,集成控制器和电机的设计也很重要。 电动机能以更大转矩运行,而通常的异步电动机的额定转矩不到更大转矩的50%。
综上所述,通过解决转速和扭矩这两个大难题,电机整体的输出功率就会有显著提高。