第一章 电动工具的特性曲线.doc

电动工具的特性曲线 概述:　　　在新产品投产前,除有安规报告外,研发工程师必须要有温升, 特性曲线,电磁兼容(欧洲产品),模拟寿命,实用性寿命等5个检测报告.本文讲介的是容易忽略的特性曲线. 1.我们在评估电动工具的品质时,有人往往只评估温升报告中样机的效率,机械特性等性能.这是片面的.因为电动工具在实际使用时,不是工作在所谓的额定点上,而是工作在一个区域(最常用的是0.5—1.5倍的额定输入功率的区域), 评估电动工具的特性曲线共有6条，是以转矩为横坐标,转速,功率因素,效率,输入功率,电流, 输出功率为纵坐标的曲线,它们完整的描述了电动工具从起动—负载—过载—堵转—仃机完整的工作状态和周期，反映了产品的性能和特点。 2.测试方法注意点: (1) 测试6条曲线时应选择合适的步距(M).功率有大小,但是应有相同的比例,曲线有可比性。并尽可能把曲线做完整. (2) 特性曲线应在温升试验后进行,否则会造成较大的误差.另一方面,温升试验中的相应参数应和特性曲线上相应的工作点吻合. 3.如果是有工作机构一起做试验,试验结果反映了整个产品的特性,如果单是电机试验, 试验结果只反映了电机的特性. 4．国内外样机进行特性曲线比较时必需在相同的条件下，如果国外样机是冷态，我司的样机是热态，这要吃亏的。 工具用的电机有串激电机,永磁电机和感应电机.三种特性曲线 如下: 1) 用串激电机的工具 2) 用永磁电机的工具 *说明: 上述的试验电机是交流整流后的直流电机. 3) 用感应电机的工具 一．转速—转矩机械特性：n=F（M） 机械特性系数 I=n/n0 式中: n -----工具的负载转速 n0------工具的空载转速 1．单相串激电机的转速--转矩特性本质上是软机械特性(电源频率对转速的影响不大)，电机转速随着负载的增大而明显的下降（如图） （1） 这种软的机械特性对某些电动工具恰好能起到转速自动调节的作用，如：链锯在锯大直径木材时负载大,转速自动会低. 在锯小直径木材时负载小,转速自动会高. 机械特性系数 I=0.6—0.65. （2） 为了提高工作效率,要求机械特性硬的园林类，砂磨类，切割类工具, 机械特性系数 I=0.65—0.75. （3）提高串激电机机械特性系数的方法: 1) 把电机技术和电子技术相结合,要电源线和电机之间加衡转速电子装置,在转子的换向器端加磁性或光电传感器（通过电流反馈，速度反馈），机械特性系数可达I=0.85—0.95. 2) 提高电机的安匝比8W/N，电机磁路设计比较饱和（会影响电机的效率）。软特性8W/N=1.05—1.30 硬特性8W/N=1.30—1.45. 3）采用风压流量大，叶片较多的风叶和风阻小的风路. 铁芯和额定功率较大的电机,机械特性系数大, 铁芯和额定功率较小的电机,机械特性系数小. 工具采用机械传动中速比较大的产品。 我们在评估电动工具的特性曲线时应注意1.2和1.5倍额定功率时的机械特性系数和最大效率时的机械特性系数. 2. 永磁电机的机械特性系数I=0.75—0.85,比串激电机硬,比感应电机软. 3. 感应电机的机械特性系数I=0.85—0.98,具有硬机械特性的特点. 二.功率因数曲线COSθ=F（M）（如图4） 功率因数与电网的传输效率和电网的利用率相关,因而提高功率因素是低碳的要求. 功率因素 COSθ=P1/UI 式中: P1—输入功率 U—输入电压, I—负载电流 功率因数是电压和电流之间角度的佘弦(注意实验室的试验数据,应基本符合相关的公式). 1.串激电机的功率因数一般从0.9到0.96，φ81及以上的冲片为0.92到0.94，φ73冲片为0.94到0.95，φ65及以下的冲片为0.95到0.96。随着转矩的增加输入电流增加，磁场的饱和程度增加，转速下降。如果功率因数异常的低，应考虑是否漏磁和电机的电气间隙太大. 2. 永磁电机的电压和电流相位相同, COSθ=1. 3. 感应电机在起动时在电容的作用下,电压和电流错开相位,功率因素很小,随负载的增加电压和电流之间夹角变小, 功率因素变大,在额定负载时可达0.6—0.75,过载时可达0.95—0.99. 三.效率曲线η= F（M）（如图5） 电动工具的效率η=P2/P1=（P1-∑P）/P1 以串激电机为例,电动工具的效率一般从0.45到0.75. 1. 按损耗的大小次序分介： (1) 绕组电阻损耗：定转子电磁线电阻损耗,导线的电阻率（公式）,占总损耗的40%,铝线的电阻率大,损耗比铜线大. (2) 风磨耗：风扇的型式,外径，宽度和曲率。有的经济型