为什么无刷电机不“短路”?


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您总是在学校里学习到不要将电池的端子短路,因为电线会因大电流而过热。

如果您看一看无刷电机,您会发现它只是电线线圈。那么为什么这些电动机不使电源线“短路”呢?这与短路电池端子有何不同?电动机运行时如何调节电流?


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无刷电机未直接连接在电池端子之间。如果是这样的话,它们的确会燃烧。BLDC控制器用于产生AC波形(由于需要电机位置反馈,因此过程有些复杂),绕组的电感以及转子的运动产生的反电动势都会产生很大的阻抗。这防止了不希望的大电流流动。
pericynthion 2014年

我用9V电池短路了。

为什么电感器不“短路”?
尼克T

Answers:


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这些电线形成线圈,所以很。导线的每一位都有一定的电阻,导线的所有这些首尾相连都导致足够大的电阻,看起来不像“短路”。

这些跨电源短路的线正是电动机失速电流的来源。它只是施加到线圈的电压除以它们的电阻。

电动机运行时,会产生另一种影响。电动机实际上像发电机一样工作,因此向前旋转会在线圈两端产生电压。该电压与外部电源施加的电压相反。因此,流经电动机的电流是电源电压减去该电动机产生的反向电动势所产生的反电动势,其结果除以线圈电阻。电动机旋转得越快,电流就越小,因为从驱动电压中减去了较高的反电动势。

反电动势也限制了电机的最高速度。以某种速度,内部产生的反电动势会抵消施加的电压,并且没有任何东西驱动电动机。当然,它不会以该速度旋转,因为不再驱动它了,但是如果没有负载在电动机上,它将以较低的速度工作。


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+1清晰(当然)。请注意,您的解释还适用于有刷电机。出于本季的精神以及该站点令人遗憾的国际性,美国拼写的(单数)发生率将被忽略:-)。| 嗯-滑差速度-进入同步电动机的全新途径。没有!在前进时停止:-)。
罗素·麦克马洪

谁对此表示反对:您究竟认为什么是错误,误导或写得不好?
Olin Lathrop 2014年

我没有拒绝投票,但IMO,您呈现两种效果(导线电阻和反电动势)的顺序有些倒退。当我第一次打开的页面,我只看到你的答案的前两段,我准备downvote它之前,我向下滚动,看到了休息。
Ilmari Karonen 2014年

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“短路”是低电阻,低电感的连接。电机线圈是中等电阻,高电感的连接。电感会降低电流从0(在连接的初始时间)开始增加的速率,而电阻会限制可流动的最大电流量。因此,即使您的电动机线圈直接跨接在电池上,只要连接维持的时间不长,也就不会有大量电流流过电池。


谢谢。同样的解释适用于变压器吗?
user1527227 2014年

一般来说,是的。但是(通常)还向变压器提供交流电压,这会放大电感对电路的影响。
伊格纳西奥·巴斯克斯

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您提到了无刷机器。这些需要交流激励形式(逆变器,控制器等)。以单相无刷直流电机为例(单相BLAC或多相...的参数相同)

如果您要带电池并将其直接连接到此无刷机器的各相,将会发生一些事情

  1. 电机定子瞬间看起来像是开路,因为它实际上是一个现实世界中的电感器:R + L(对于100uH的线路电感,您可能会有0.1R)

  2. 电流将按照V = L di / dt累积

  3. 一旦电流流过,就会产生转子气隙通量,这反过来会在转子上施加一个扭矩,并且它将转动(除非已经对齐)并基本锁定转子。

  4. 出于其他考虑,还需要注意其他一些注意事项。电流限制将基于电源的等效串联电阻加上绕组电阻。现在,定子起着非常好的散热器的作用,因此将其考虑在内。

    4a。如果稳态短路电流是机器可以承受的值,则它将坐在那里并在其轴上产生扭矩

    4b。但是,如果不是这样(定子电池可能不大……),定子绕组会发热,绝缘会击穿,短路,传播短路,硬短路。

如果存在逆变器+控制器,则根据复杂程度,它们可以将定子PWM到固定电流水平,以将失速转矩控制在电机+逆变器设计的范围内。

简而言之,由于完全相同的原因,您不会将其直接放置在无刷机器上,具体取决于电池,启动能力和机器的堵转电流能力。

现在,如果将它们连接到PMDC机器(电刷),转子将开始旋转,并且由于换向和转子速度,电流将受到限制


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我认为他正在尝试理解为什么接触的线圈没有全部短路。我相信他正在寻找的答案是,导线在缠绕定子叠片之前具有薄的树脂涂层。正是这种树脂涂层使电流沿导线“成一直线”流动。当无刷电机的电流超过额定电流时,它可能会过热并烧掉一些树脂。发生这种情况时,导线现在可以自由接触和交换电子,并且电动机现在停转了。该涂层是透明的,因此除非您靠近或刮擦它,否则您无法真正看到它的存在。


这并没有真正解决这个问题。电线上的瓷漆很可能是给定的,因为在电机绕组中很常见。关注的是线圈的整体直流电阻以及电机的运行方式。从接受的答案以及我对所有其他答案的阅读中都可以在正确的上下文中有效地回答该问题。
user2943160

这实际上是我的问题的一部分。谢谢。
user1527227 '09
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