交流力矩電機(jī)軟機(jī)械特性的應(yīng)用

1、交流力矩電機(jī)軟機(jī)械特性的應(yīng)用儀化瓶片生產(chǎn)中心 錢(qián)偉摘要：針對(duì)瓶片一裝置自清洗系統(tǒng)的工作性質(zhì)及對(duì)其驅(qū)動(dòng)部分的要求，簡(jiǎn)要探討了力矩電機(jī)軟機(jī)械特性，提出了力矩電機(jī)的選型公式，討論了力矩電機(jī)的最佳工作狀態(tài)及合理的運(yùn)用。關(guān)鍵詞：機(jī)械特性 轉(zhuǎn)矩 力矩前言 在我中心瓶片一裝置CP生產(chǎn)線(xiàn)上，自清洗系統(tǒng)運(yùn)行的正常與否，對(duì)生產(chǎn)起著十分重要的作用，自清洗系統(tǒng)如不能正常運(yùn)行，就會(huì)影響真空系統(tǒng)，引起生產(chǎn)的不穩(wěn)定。以往我們利用直流力矩電機(jī)做為其驅(qū)動(dòng)裝置，但由于直流力矩電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩小，自身?yè)p耗大（電刷磨損十分厲害），且運(yùn)行環(huán)境不適合，故使用壽命很短，在短短的半年內(nèi)已報(bào)廢了四臺(tái)，在研究了交流力矩電機(jī)的機(jī)械特性后，我認(rèn)為其十分

2、適合做為自清洗系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置。1、概述力矩電機(jī)是低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩、在精度和準(zhǔn)確性要求高的自動(dòng)控制系統(tǒng)中直接拖動(dòng)的一類(lèi)伺服電動(dòng)機(jī)，也有交直流兩大類(lèi)之分。三相力矩異步電機(jī)，是因其容量以堵轉(zhuǎn)時(shí)能在軸上輸出轉(zhuǎn)矩（公斤·米）標(biāo)志而得名。它具有軟的機(jī)械特性，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加時(shí)，能自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速，并增加輸出轉(zhuǎn)矩。根據(jù)用途和相應(yīng)的機(jī)械特性，可分為卷繞特性（恒功率）和導(dǎo)輥特性（恒轉(zhuǎn)矩）兩大類(lèi)。它是異步電機(jī)的一種特殊應(yīng)用，在結(jié)構(gòu)上和鼠籠式電機(jī)有一定的區(qū)別，定子繞組和鼠籠電機(jī)相同，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)是采用高電阻的H62黃銅組成或采用實(shí)心轉(zhuǎn)子，在設(shè)計(jì)上氣隙密度較一般鼠籠式電機(jī)為小（為鼠籠式電機(jī)的0.30.8），因此形

3、成了與普通鼠籠式電機(jī)不同的機(jī)械特性曲線(xiàn)。氣隙磁密低和轉(zhuǎn)子高電阻率又使電機(jī)可堵轉(zhuǎn)工作而不被燒壞，有高轉(zhuǎn)矩特性，且能在低于同步轉(zhuǎn)速的任意轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，傳動(dòng)的力能指標(biāo)低，一般效率和功率因數(shù)都小于0.5。2、力矩電機(jī)機(jī)械特性圖A中1、2曲線(xiàn)分別是普通鼠籠式電機(jī)和力矩電機(jī)的機(jī)械特性。 M（力矩） Mmax 1 2 0 nmax n0 N（轉(zhuǎn)速） 圖 A圖A中：1一般電機(jī) 2力矩電機(jī) n0同步轉(zhuǎn)速 Mmax力矩電機(jī)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 nmax一般電機(jī)在最大轉(zhuǎn)矩是的轉(zhuǎn)速由圖A中可看出，對(duì)于曲線(xiàn)1只能在穩(wěn)定區(qū)n0 nmax區(qū)間內(nèi)運(yùn)行，也就是說(shuō)，普通電機(jī)的穩(wěn)定范圍很窄。而曲線(xiàn)2可在整個(gè)曲線(xiàn)范圍內(nèi)運(yùn)行，其最大力矩Mmax出現(xiàn)

4、在n=0處。從曲線(xiàn)還可以看出力矩電機(jī)的機(jī)械特性很軟，當(dāng)輸出負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速能自動(dòng)降低，負(fù)載減小時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速又能自動(dòng)升高。一裝置所選用的力矩電機(jī)屬恒功率變速電機(jī)，其輸出功率P的表達(dá)式為：P=F*V，在用做清洗驅(qū)動(dòng)部分時(shí)：P=F*（Dn/60）式中：F附著物阻力 N V刮板線(xiàn)速度 m/s D附著物直徑 m n轉(zhuǎn)速 r/min當(dāng)P恒定且附著物阻力不變時(shí)，附著物半徑與電機(jī)轉(zhuǎn)速成反比，即附著物多時(shí)轉(zhuǎn)速低，附著物少時(shí)轉(zhuǎn)速高，F(xiàn)V的變化關(guān)系如圖B所示： FV 電機(jī)特性 0 n0/3 2n0/3 n0 圖 B圖B中相交的陰影部分是兩條曲線(xiàn)的匹配特性，其陰影部位力矩電機(jī)工作特性最為理想。3、選用力矩

5、電機(jī)的計(jì)算程序只有合理地使用力矩電機(jī)才能使其工作在合理狀態(tài)中。力矩電機(jī)的選型應(yīng)滿(mǎn)足兩個(gè)條件：一是轉(zhuǎn)速范圍和所需工作轉(zhuǎn)速相適應(yīng)；二是電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速應(yīng)和負(fù)載所需轉(zhuǎn)速相應(yīng)。最佳輸出轉(zhuǎn)速約為1/2的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。在選用力矩電機(jī)時(shí)，其輸出力矩應(yīng)在最大力矩的0.20.8倍范圍內(nèi)，工作速度在0.30.7的同步轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)。綜上所述，我們選用力矩電機(jī)的計(jì)算程序如下：1、 確定力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍（極數(shù)）。（1） 按工藝要的線(xiàn)速度計(jì)算空載時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速：nr=60*v*in/（*d） 式中：v線(xiàn)速度 m/sd濾芯直徑 min減速比（最小減速比）（2） 計(jì)算負(fù)載最大時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 ns=60*v*im/（*dm）式中：im最

6、大減速比 dm負(fù)載最大時(shí)，附著物的最大直徑 m（3） 確定力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍nr0.3 n0 ns 0.7 n0 2 、確定力矩電機(jī)的堵轉(zhuǎn)力矩Mm Ms=Mg/0.85Mm=(1.51.8)Ms 式中：Mg軸輸出力矩通過(guò)以上計(jì)算，最后選定力矩電機(jī)，確定其堵轉(zhuǎn)力矩和電機(jī)極數(shù)。同時(shí)應(yīng)注意，力矩電機(jī)的堵轉(zhuǎn)力矩不能選得過(guò)大。力矩電機(jī)不同于一般異步電機(jī)的大馬拉小車(chē)。一般異步電機(jī)在輕載下運(yùn)行對(duì)容量上是個(gè)浪費(fèi)，功率因數(shù)低對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并無(wú)影響。但力矩電機(jī)則不然，如選用力矩規(guī)格過(guò)大，在輕載時(shí)，要滿(mǎn)足附著物阻力的要求就要降低電機(jī)的輸入電壓，這就使得轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線(xiàn)變得平坦，使二者變化不靈敏，影響工作質(zhì)量，一般最低電壓不低于電機(jī)額定電壓的50%為宜。工作轉(zhuǎn)速過(guò)低，將使最大力矩發(fā)揮不出來(lái)。4、結(jié)論瓶片一裝置自從選用交流力矩電機(jī)做為自清洗系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置后，取得了令人滿(mǎn)意的效果，原先需三天拆洗一次清洗罐，現(xiàn)在工作周期已延長(zhǎng)到了二十多天拆洗一次，