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工程师附录

直流空心杯电机计算例子

本节旨在提供所有必要的信息，以便选择直流空心杯电机和计算所需工作点的值。

例子：不带齿轮箱的电机直驱

在本应用中，我们寻找的是适合带载连续运行的直流空心杯电机。应用需求如下：
可用电压： 10 Vdc
可用电流： 1 Amp

电机工作点： 2,000 rpm [n] 所需电机转速
6 mNm [τ] 所需输出轴转矩
22° C [T amb ] 环境温度
连续运行

电机尺寸： 45 mm 最大允许长度
25 mm 最大允许直径

Portescap 22DCP直流空心杯电机可连续提供6.21 mNm的转矩，是我们计算的良好出发点。

让我们检查额定电压为9 Vdc的22DCP 32G1 213P.1系列电机。我们最感兴趣的特性是：转矩常数（k）为8.48 mNm/A，终端电阻
（R）为4.3 Ω，空载电流（l ）为53 mA。负载转矩（τ）为6 mNm时，电机电流为：
o
[A]
I = τ /k + I 0
-3
I = 6 mNm / (8.48 x10 mN/A) + 53 mA = 0.76 A
所得到的电流值刚好低于选定产品的最大连续电流。现在，让我们验证在现有电压（U）是否足够满足工作点。

U = R × I + k × ϖ [Vdc]
ϖ = 2π/60 × n = 2π/60 × 2,000 rpm = 209.44 rad/s [rad/s]

U = 4.3 Ω × .76 A + (8.48 × 10 Nm/A) × 209.44 rad/s = 5.0 Vdc
-3
如果提供的电源电压为10V，则只需5V，电机便可满足所需的工作点。注意，0.76 A的电流十分接近0.77 A的额定连续电流。这意味着
在该电流下达到的线圈温度有可能非常接近100°C的电机规定最大线圈温度。以下章节探讨适用于本例的发热因素。

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