熱阻是反應阻止熱量傳遞的綜合參數(shù),電機熱阻是指從電機內的熱源(繞組、鐵心等)到冷卻介質之間對熱流的阻抗。熱時間常數(shù)又叫熱響應時間,電機的熱時間常數(shù)是指在恒定功耗的技術規(guī)定條件下,電機繞組溫升達到穩(wěn)定值的63.2%所需時間。
電機的熱模型包含了幾種熱時間常數(shù),為了便于分析我們通常選用一種模型(圖1:電機熱模型)對熱時間常數(shù)及熱阻完成測試,下面本文對永磁伺服電機的熱阻測試和熱時間常數(shù)測試進行詳細介紹。
測試試驗時為方便電機自身均勻散熱,被試電機可以在低速(低于5r/min)下運行,散熱板與其他接觸部分作隔熱處理。試驗在恒溫條件下進行。若是風機電機,試驗應在風機電機的規(guī)定的冷卻條件下進行。
圖1:電機的熱模型
說明:
P——功率損耗,單位為瓦特(W);
TC——熱容,單位為焦每開(J/K);
Rth——熱阻,單位為開每瓦(K/W)
(△θ)a——在環(huán)境溫度下的溫升,單位為開(K);
θa——環(huán)境溫度,單位為攝氏度(℃)。
永磁伺服電機熱阻、熱時間常數(shù)試驗時依據(jù)以下步驟進行:
a) 用不大于最大連續(xù)電流值的電流驅動電機并使電機達到熱平衡狀態(tài);
b) 確定溫升(△θ)a;
c) 用(△θ)a乘以0.368,結果加上環(huán)境溫度θa;
d) 將電源斷開,記錄電機的溫度下降到c)步驟計算出的溫度值所需的時間t;
e) 用P=I^2R計算功率損耗,式中I為電流值,R為溫度在θf時的繞組電阻。
f) 熱時間常數(shù)τth=TC*Rth,是在d)步驟中記錄的時間t,則熱阻Rth=(△θ)a/P,試驗過程中相關參數(shù)的確定可參見圖示2。
圖2:測量過程參數(shù)說明
說明:
τth=——熱時間常數(shù),單位為分(min);
θf——熱穩(wěn)定時的溫度,單位為攝氏度(℃);
θa——環(huán)境溫度,單位為攝氏度(℃);
θt——在t時刻的溫度,單位為攝氏度(℃)。
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