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直流电机驱动电源的参数确定

                 

 直流电机对驱动电源的要求

 

 在直流电机的参数中,电机额定工作电压,连续堵转电流,峰值堵转电流,连续堵转扭矩与峰值堵转扭矩等参数。直流电机驱动电源的额定工作电压好确定,额定工作电流,最大启动电流等等参数没有办法确定。

在网上查资料,连续堵转就是连续有大扭矩没有输出转速,这时候转矩是额定转矩下的,峰值堵转一般是200%扭矩,连续堵转的电流就是额定电流以下的电流了,电压不确定。

从理论上讲堵转电流大。虽然堵转和启动都是转子转速为零,但是电机的启动是一瞬间的事情,而堵转是持续的。

这里转矩理解为电机的负载,电机额定工作电流小于等于连续堵转电流的,根据经验公式电机最大启动电流为电机额定工作电流(4~7)倍。

直流电机工作模式为,驱动电源ACDC+电机控制器+直流电机。直流电机启动模式有二种模式,一种为利用驱动电源的缓启动来启动直流电机。这种方式电压电流都是从零开始缓加的,对直流电机没有过冲电流。对驱动电源来说,限流点设定比较高。

这里我据个例子,有个电机额定工作电压56V额定工作电流30A,驱动电源的参数是额定工作电压56V限流电流175A,缓启动时间1S,峰值电流200A,限流时间100MS40台电机每台电机做10启动试验,测试最大启动电流,30次最大启动电流120A左右,38次最大启动电流小于150A,有2次165A。从以上数据90%以上最大启动电流为4倍额定工作电流,对一般要求电机驱动电源5倍以上比较合适,以试验数据定电源参数是最可靠的方法。

另一方式,先启动电源,电源的电压电流都工作正常了,利用电机控制器启动直流电机,这种方式过冲电流非常大,电源易保护。

这里有一个型号驱动电源的参数,额定输出电压:60VDC;额定输出功率:300W,24小时连续工作;峰值输电流:20A,t30s;(用户是按峰值堵转电流16A,设定峰值输电流

 根据以上条件,散热按300W考虑,驱动电源功率1200W设计,电源最大峰值电流26A(电源按1200W设计),大于26A电源保护进入重启状态(飞车),应为电源正常状态,用霍尔传感器检测电机的工作电流,其中负载电流26A对应模拟器电压2.5V。(模拟器电压为用户测试电机系统对应电压0~4.9V,对应斩波器占空比0~98%)。

在很低模拟器电压下启动,不能满足用户要求,对电源改动后,将开关频率提高到50Khz(原频率25KHz)进行提速,扩大功率处理。启动冲击电流提高到40A,对应模拟器电压4.5V,其中对应模拟器电压4.5V以上的电源满足用户要求。(在用户那使用)。

根据电源改后向好的方向发展,提高输出功率是解决问题的根本,又对电机内阻做了检测一台3.9Ω,一台5.3Ω。(根据网上经验公式冲击电流是2.5~3*Vo/R),计算后启动冲击电流40.5A~48.6A以上,根据现场电源改后,刚到下限冲击电流40.5A值。所以在电源低温试验时电源功率下降后,电源又保护了。为保证电源低温试验时电源功率下降,电源电流至少做到上限值1.2倍,48.6*1.2=58.3A以上(电机内阻法计算启动冲击电流)。

电源返厂后,电源做了以下调整,更换大功率变压器,更换大功率输出电感,扩大了功率。输出冲击电流提升到70A,现阶段电源能输出的最大冲击电流70~80A

根据以上情况。我们跟踪到电机生产厂家,厂家发了电机的资料。又与电机厂家进行沟通,限流点20A是合理的,限流时间越小越好,最大冲击电流与电机带的负载转力距有关(峰值堵转电流16A对应峰值堵转力距127NM),与电机工作状态有关(加速度运动,急停,摆幅运动),电机生产厂家不建议冲击电流太大,冲击电流太大会烧电机,连续堵转电流6~7倍为电机最大冲击电流,根据经验公式通过计算后电流为56A(连续堵转电流为8A,连续堵转力距63NM,客户负载不能大于转力距63NM),考虑电压拉偏 ,低温启动试验,,以65A最大冲击电流为电源检验标准,用0.857Ω的负载电阻加空气开关模拟电机冲击电流(70A),每30秒一次,加载100次电源不重启为合格(以上状态为电源带最大冲击电流时不保护不停机进入限流模式,进入限流时间100MS,电源在100MS时间内,输出4000W功率)。

   最后说一点,在不知道用户负载的情况下,电源输出峰值电流按最大考虑(7倍为56A,电源设计1000W5000W10000W都不难,难的是1200W设计的电源改4000W的电源

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