熱阻是反應阻止熱量傳遞的綜合參數,電機熱阻是指從電機內的熱源(繞組、鐵心等)到冷卻介質(zhì)之間對熱流的阻抗。熱時(shí)間常數又叫熱響應時(shí)間,電機的熱時(shí)間常數是指在恒定功耗的技術(shù)規定條件下,電機繞組溫升達到穩定值的63.2%所需時(shí)間。
電機的熱模型包含了幾種熱時(shí)間常數,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(shí)間常數及熱阻完成測試,下面本文對永磁伺服電機的熱阻測試和熱時(shí)間常數測試進(jìn)行詳細介紹。
測試試驗時(shí)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(jìn)行。若是風(fēng)機電機,試驗應在風(fēng)機電機的規定的冷卻條件下進(jìn)行。

圖1:電機的熱模型
說(shuō)明:
P——功率損耗,單位為瓦特(W);
TC——熱容,單位為焦每開(kāi)(J/K);
Rth——熱阻,單位為開(kāi)每瓦(K/W)
(△θ)a——在環(huán)境溫度下的溫升,單位為開(kāi)(K);
θa——環(huán)境溫度,單位為攝氏度(℃)。
永磁伺服電機熱阻、熱時(shí)間常數試驗時(shí)依據以下步驟進(jìn)行:
a) 用不大于最大連續電流值的電流驅動(dòng)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(kāi),記錄電機的溫度下降到c)步驟計算出的溫度值所需的時(shí)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(wàn)時(shí)的繞組電阻。
f) 熱時(shí)間常數τth=TC*Rth,是在d)步驟中記錄的時(shí)間t,則熱阻Rth=(△θ)a/P,試驗過(guò)程中相關(guān)參數的確定可參見(jiàn)圖示2。

圖2:測量過(guò)程參數說(shuō)明
說(shuō)明:
τth=——熱時(shí)間常數,單位為分(min);
θf(wàn)——熱穩定時(shí)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(shí)刻的溫度,單位為攝氏度(℃)。
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