在使用了電機(jī)的應(yīng)用中，在確定電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC的能力和電源規(guī)格時(shí)，需要先知道流過電機(jī)的最大電流會(huì)有多少。指定的穩(wěn)態(tài)條件下的最大電流可以從電機(jī)規(guī)格書中獲取，但在實(shí)際使用中，除了穩(wěn)態(tài)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)外，還存在啟動(dòng)、停止(制動(dòng))等瞬態(tài)工作條件。本文中將探討電機(jī)中流過最大電流的條件。

有刷直流電機(jī)中通過最大電流的條件是什么?

在有刷直流電機(jī)的工作過程中，在什么條件和狀態(tài)下電機(jī)電流達(dá)到最大?

在電機(jī)工作時(shí)，在某一方向沒有負(fù)載且以最大轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，瞬間使之反轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)中將流過最大電流。圖1為有刷直流電機(jī)的等效電路圖，圖2為有刷直流電機(jī)以最大轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，使電源極性反轉(zhuǎn)前后的等效電路圖。

有刷直流電機(jī)可以等效地表示為電阻、電感和電機(jī)發(fā)電電壓的串聯(lián)電路。當(dāng)電機(jī)沿某一方向旋轉(zhuǎn)且無負(fù)載且轉(zhuǎn)速最大時(shí)，電機(jī)的發(fā)電電壓也最大，設(shè)該值為Ecmax(參見圖2-(a))。要從該狀態(tài)向相反方向旋轉(zhuǎn)(反轉(zhuǎn))，就需要將電源的極性反接到電機(jī)(參見圖2-(b))。

此時(shí)，電源電壓和發(fā)電電壓之和，被施加到電機(jī)的電阻和電感的串聯(lián)電路上。因此，會(huì)流過電機(jī)工作中最大的電流。此時(shí)的電流變化如圖3中藍(lán)線所示。

在縱向的黑色虛線中電源極性反轉(zhuǎn)的時(shí)間點(diǎn)，電機(jī)電流急劇上升。如果設(shè)最大電流為Ipk(藍(lán)色虛線)，則從直流的角度看，應(yīng)該流過Ipk=(Ea+Ecmax)/R的電流，但受電感量影響，在電流上升時(shí)產(chǎn)生時(shí)間常數(shù)，電流的上升雖然急劇但具有一定的斜率，因此實(shí)際的峰值電流將不會(huì)達(dá)到公式所示的最大值。

當(dāng)使電機(jī)的電源極性反轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)流過反向電流，相對于之前方向的旋轉(zhuǎn)，會(huì)有使電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩作用，因此轉(zhuǎn)速會(huì)下降。由于電機(jī)的發(fā)電電壓與轉(zhuǎn)速成正比，因此發(fā)電電壓也會(huì)降低，流過電機(jī)的電流也會(huì)減小(由角速度過零處的紅色虛線分隔的正轉(zhuǎn)區(qū)域)。

綜上所述，有刷電機(jī)的最大電流發(fā)生于從最大轉(zhuǎn)速時(shí)切換到反向旋轉(zhuǎn)的瞬間之后一點(diǎn)的時(shí)間(時(shí)間常數(shù))。

審核編輯：湯梓紅