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非标机器设想必会:机电选型

文章来由:汉德保(HDB)机电 人气:7396颁发时候:2020-08-26
直流伺服力矩机电能够或许或许或许或许完成恒力矩调速,用的是速率环,在操纵机电时, 直流伺服力矩机电能够或许或许或许或许完成恒力矩调速,用的是速率环,在操纵机电时, 每一个机电须要配一个机电驱动器。

机电的品种
1.按任务电源分类:可分为直流电念头和互换电念头。此中互换电念头还 分为单相电念头和三相电念头。
2.按布局及任务道理分类:可分为直流电念头,异步电念头和同步电念头。

对转矩,功率怎样算出来的?
电念头的功率.应按照出产机器所须要的功率来挑选,尽可能使电念头在额外 负载下运转。挑选时应注重以下两点:
(1)若是电念头功率选得太小.就会呈现“小马拉大车”景象,构成电念头 持久过载.使其绝缘因发烧而破坏.乃至电念头被销毁。
(2)若是电念头功率选得过大.就会呈现“大马拉小车”景象.其输出机器功 率不能取得充实操纵,功率因数和效力都不高(见表),岂但对用户和电网倒霉。并且还会构成电能华侈。

要准确挑选电念头的功率,必须颠末以下计较或比拟:
(1) 对恒定负载延续任务体例, 若是晓得负载的功率(即出产机器轴上的功 率)Pl(kw).可按下式计较所需电念头的功率 P(kw):P=P1/n1n2 式中 n1 为出产机器的效力;n2 为电念头的效力。即传动效力。
所选电念头的额外功率应便是或稍大于计较所得的功率。
例:某出产机器的功率为 3.95kw.机器效力为 70%、若是选用效力为 0.8 的电念头,试求该电念头的功率应为几多 kw?
解=P1/ n1n2=3.95/0.7*0.8=7.1kw 由于不 7.1kw 这—规格.以是选用 7.5kw 的电念头。
(2)短时任务定额的电念头.与功率不异的延续任务定额的电念头比拟.最 大转矩大,分量小,价钱低。是以,应尽可能选用短时任务定额的电念头。
(3)对断续任务定额的电念头,其功率的挑选要按照负载延续率的巨细, 选用特地用于断续运转体例的电念头。负载延续串 Fs%的计较公式为 FS%=tg/(tg+to)×100% 式中 tg 为任务时候,t。为遏制时候 min;tg 十 to 为任务周期时候 min。

另外.也可用类比法来挑选电念头的功率。
所谓类比法所谓类比法,便是与近似出产机器所用电念头的功率遏制对照。
考证的体例是: 用钳形电流表 钳形电流表丈量电念头的工 考证的体例是 使电念头动员出产机器运转, 钳形电流表 作电流,将测得的电流与该电念头铭牌上标出的额外电流遏制对照。

若是电念头的现实任务电流比铭牌上标出的额外电流低 70%摆布.则标明 70%摆布. 电念头的功率选得过大。大马拉小车”应更调功率较小的电念头 功率较小的电念头。电念头的功率选得过大。即“大马拉小车”应更调功率较小的电念头。若是测得的电念头任务电流比铭牌上标出的额外电流大 40%以上.则标明 40%以上. 电念头的功率选得太小。小马拉大车" 应更调功率较大的电念头. 电念头的功率选得太小。即"小马拉大车",应更调功率较大的电念头.

负载环境 空载 1/4 负载 1/2 负载 3/4 负载 满载
功率因数 0.2 0.5 0.77 0.85 0.89
效力 0 0.78 0.85 0.88 0.895

功率因数是有功功率和视在功率的比值,即 cosΦ=P/S 有功功率、无功功率、视在功率三者的干系:
1、有功功率(均匀功率) 正弦互换电在一个周期内的均匀功率为:有功功率便是刹时功率的均匀值,也便是刹时功率公式的第一局部,此中,cosφ 称为 RLC 电路的功率因数。
2、无功功率 有功功率反映的是电路耗损的功率, 而无功功率反映的是电路储能元件的能 量互换环境,它便是能质变换的最大功率,计较可得:
3、视在功率 互换电路中总电压与总电流有用值的乘积叫做视在功率,即:视在功率、 有功功率和无功功率构成一个直角三角形,咱们称为功率三角形。

机电(即马达)的界说:
机电是指根据电磁感到定律完成电能转换或通报的一种电磁装配。电念头也 俗称马达) ,在电路顶用字母“M”(旧规范用“D”)表现。它的首要感化是产 生驱动转矩,作为用电器或各类机器的能源源。发机电在电路顶用字母“G”表 示。它的首要感化是操纵机器能转化为电能 。
按任务电源品种别离:可分为直流机电 互换机电。
1.按任务电源品种别离:可分为直流机电和互换机电。直流电念头按任务道理可别离:无刷直流电念头和有刷直流电念头。
1.1 直流电念头按任务道理可别离:无刷直流电念头和有刷直流电念头。此中互换机电还可分:单相机电和三相机电
1.2 此中互换机电还可分:单相机电和三相机电。按布局和任务道理别离:可分为直流电念头、 互换)异步电念头、
2.按布局和任务道理别离:可分为直流电念头、 互换)异步电念头、 交 ( ( 同步电念头。流)同步电念头。
3.节制用电念头又别离:步进电念头和伺服电念头等。

步进机电是一种把电脉冲旌旗灯号转变成直线位移或角位移的元件, 每输出一个 脉冲,步进机电就进步一步.是以,其直线位移或角位移与脉冲数成反比;线速 度或转速与脉冲频次成反比.它遍及用于数控机床,画图机,轧钢机的主动节制 及主动记实仪表中. 步进电念头的品种良多.按活动体例可分为扭转活动,直线活动和立体活动 等几种;按任务道理可分反映式,永磁式和永磁感到式几种. 异步电念头的转子转速老是略低于扭转磁场的同步转速。

同步电念头的转子转速与负载巨细有关而一向坚持为同步转速。

2.无刷直流电念头
2.1 直流无刷机电的优胜性 直流机电具备呼应疾速、较大的起动转矩、从零转速至额外转速具备可供应 额外转矩的机能,但直流机电的长处也恰是它的错误谬误,由于直流机电要发生额外 负载下恒定转矩的机能,则电枢磁场与转子磁场须恒保持 90°,这就要藉由碳 刷及整流子。碳刷及整流子在机电动弹时会发生火花、碳粉是以除会构成组件 破坏以外,操纵场所也遭到限定。互换机电不碳刷及整流子,免掩护、坚忍、
利用广,但特征上若要到达相称于直流机电的机能须用庞杂节制手艺才能到达。2.2 直流无刷机电的节制布局 直流无刷机电是同步机电的一种, 直流无刷机电便是将同步机电加上电子式节制(驱动器), 节制定子扭转磁场 的频次并将机电转子的转速回授至节制中间频频校订, 以期到达靠近直流机电特 性的体例。也便是说直流无刷机电能够或许或许或许或许在额外负载规模内当负载变更时仍能够或许或许或许或许控 制机电转子保持必然的转速。

机电用处

非标机器设想必会:机电选型

车用发念头
1:伺服电念头
伺服电念头遍及利用于各类节制体系中, 能将输出的电压旌旗灯号转换为机电轴 上的机器输出量,拖动被节制元件,从而到达节制目标。伺服电念头有直流和互换之分,最早的伺服电念头是通俗的直流电念头,在 节制精度不高的环境下,才接纳通俗的直流机电做伺服电念头。今朝的直流伺服 电念头从布局上讲,便是小功率的直流电念头,其励磁多接纳电枢节制和磁场控 制,但凡是接纳电枢节制。
2:步进电念头
机首要利用在数控机床制作范畴,由于步进电念头不须要 A/D 转 换,能够或许或许或许或许间接将数字脉冲旌旗灯号转化成为角位移,以是一向被以为是最抱负的数控 机床履行元件。除在数控机床上的利用,步进机电也能够或许或许或许或许用在其余的机器上,比方作为自 动送料机中的马达,作为通用的软盘驱动器的马达,也能够或许或许或许或许利用在打印机和画图 仪中。
3:力矩电念头
力矩电念头具备低转速和鼎力矩的特色。通俗在纺织产业中常常操纵互换力 矩电念头,其任务道理和布局和单相异步电念头的不异。
4:开关磁阻电念头
开关磁阻电念头是一种新型调速电念头,布局极为简略且坚忍,本钱低,调 速机能优良,是传统节制电念头强无力合作者,具备壮大的市场潜力。
5:无刷直流电念头
无刷直流电念头的机器特征和调理特征的线性度好,调速规模广,寿命长, 掩护便利噪声小,不存在因电刷而引发的一系列题目,以是这类电念头在节制系 统中有很大的利用。
6:直流电念头
直流电念头具备调速机能好、起动轻易、能够或许或许或许或许载重起动等长处,以是今朝直 流电念头的利用依然很遍及,特别在可控硅直流电源呈现今后。
7:异步电念头
异步电念头具备布局简略, 制作、 操纵和掩护便利, 运转靠得住和品质较小, 本钱较高等长处。异步电念头首要遍及利用于驱念头床、 水泵、 鼓风机、 紧缩机、
起重卷扬装备、矿山机器、轻工机器、农副产物加工机器等大大都工农出产机器 和家用电器和医疗东西等。在家用电器中利用比拟多,比方电扇、电冰箱、空调、吸尘器等。
8:同步电念头
同步电念头首要用于大型机器,如鼓风机、水泵、球磨机、紧缩机、轧钢机 和小型、微型仪器装备或充任节制元件。此中三不异步电念头是其主体。此 外,还能够或许或许或许或许当调相机操纵,向电网保送电理性或电容性无功功率

加快机电
加快机电是指加快机和机电(马达)的集成体。 这类集成体凡是也可称为齿轮加快马达或齿轮机电。

加快机电
1、加快机电连系国际手艺请求制作,具备很高的科技含量。
2、节流空间,靠得住耐用,蒙受过载才能高,功率可达 95KW 以上。
3、能耗低,机能优胜,加快机效力高达 95%以上。

加快机电分类
1、大功率齿轮加快机电
2、同轴式斜齿轮加快机电
3、平行轴斜齿轮加快机电
4、螺旋锥齿轮加快机电
5、YCJ 系列齿轮加快机电

机电掩护器
机电掩护器的感化是给机电周全的掩护,在机电呈现过载、缺相、堵转、短 路、过压、欠压、泄电、三相不均衡、过热、轴承磨损、定转子偏疼时,予以报 警或掩护的装配。

二、选型的根基体例
(一)与选型有关的前提
1、机电参数:要先领会机电的规格型号、功效特征、防护型式、额外电压、 额外电流、额外功率、电源频次、绝缘品级等。这些内容根基能给用户准确挑选 掩护器供应了参考根据。
2、环境前提:首要指常温、低温、高寒、侵蚀度、震撼度、风沙、海拔、 电磁净化等。
3、机电用处:首要指拖念头器装备请求特色,如风机、水泵、空压机、车 床、油田抽油机等差别负载机器特征。
4、节制体例:节制情势有手动、主动、当场节制、长途节制、单机自力运 行、出产线集合节制等环境。启动体例有间接、降压、星角、频敏变阻器、变频 器、软起动等。
5、其余方面:用户对现场出产监护办理环境,非通俗性的停机对出产影响 的严峻水平等。

伺服:一词源于希腊语“仆从”的意义。
同步机电和异步机电的辨别
异步机电是一种互换机电, 其负载时的转速与所接电网的频次之比不是恒定干系。

直流机电和互换机电有甚么辨别
机电调速大抵分为直流机电调速和互换异步机电调速两大类。

1.直流机电调速有:
1、电枢回路串电阻调速;
2、调电枢电压调速;
3、调励 磁电压调速。此中调电枢电压调速操纵最为遍及,双闭环调速体系便是属于这一 类。

2.直流机电和互换异步机电的辨别:
1、直流机电是有直流电源来供电的,而互换异步机电是有互换电源来供 电的。它们在布局上有很大辨别。
2、直流机电是双励磁情势,而互换异步机电是单励磁的装备。
3.直流机电和互换机电的操纵辨别 :
直流机电具备呼应疾速、较大的起动转矩、从零转速至额外转速具备可供应 额外转矩的机能,但直流机电的长处也恰是它的错误谬误,由于直流机电要发生额外 负载下恒定转矩的机能,则电枢磁场与转子磁场须恒保持 90°,这就要藉由碳 刷及整流子。碳刷及整流子在机电动弹时会发生火花、碳粉是以除会构成组件 破坏以外,操纵场所也遭到限定。互换机电不碳刷及整流子,免掩护、坚忍、利用广,但特征上若要到达相称于 直流机电的机能须用庞杂节制手艺才能到达。互换电念头分为异步电念头和同步 电念头两类。
4.直流机电和互换机电辨别
1,直流机电用直流电,互换机电用互换电;
2,直流机电须要换向装配,分为有刷和无刷。有刷直流机电经由过程换向器换向,无刷机电经由过程电路逻辑来换向;
3,互换机电分三相互换机电(又分为:同步和异步) 、单相互换机电。
4, 互换异步机电和同步机电的辨别 在于 异步机电的转子为非磁性资料 (通俗为铜、铝) ,同步机电的转子是永磁的(或相称于永磁)。
5,单相互换机电和直流机电的辨别:
a,单相直流机电转子或定子是永磁体(或相称于永磁体,即:极性牢固不变更) ,而单相互换机电转子长短磁体,也不须要通电(通俗为鼠笼式) 。
b,若把单相互换电通到无刷直流机电上,不须要电源换向逻辑电路 机电 便能举措。
c,单相互换机电通俗电路(如:家用洗衣机)

直流机电和互换机电辨别 互换机电是分异步机电和同步机电的。而直流机电不分,从某种意义上说,直流机电都是同步的。
直流机电是磁场不动,导体在磁场中活动;互换机电是磁场扭转活动,而导 体不动.

6.直流机电和互换机电辨别
直流机电的硬特征较好;调速机能较好;掩护、颐养任务量较大;制作、控 制本钱较高。
互换机电的硬特征较差;调速机能较差;掩护、颐养任务量较小;制作、节制本钱较低!

7.直流机电和互换机电辨别
直流机电能够或许或许或许或许与伺服的节制精度相媲美. 体积直流大互换小 另有一个是起动转矩 直流大一点的机电都须要外接大的冷却电扇。直流机电和互换机电差得太大了,电源,调速道理,机关等等都不一样,一 句话,没甚么可比性。
互换机电不电刷毛病率低,直流机电调速机能好,力矩大,机器特征好。之前变频不提高时,请求调速机能好的处所(机床,起重机,纺织等)都用直流机电。不过跟着变频的成长,矢质变频+变频机电的机能已靠近直流机电了。直流机电的掩护本钱高,必须隔段时候改换碳刷。互换机电的掩护本钱低。大转矩还得用直流机电(微信公家号:SolidWorks非标机器设想)。

8.互换机电跟直流机电有甚么辨别?
辨别便是驱动电源的品种差别,互换机电是互换,直流机电是直流。互换机电是定子所构成的扭转磁场在转子上感到出电势后发生的扭转能源。转速通俗是牢固的转速。小抵家用冰箱洗衣机吸尘器,大到机床,等等,都 操纵互换机电。直流机电的定子是一个牢固磁场,直流电经由过程转子的电刷在其四周构成变 化的磁场,从而在定子内动弹。在产业企业中,由于直流电源绝对照拟靠得住,直流机电通俗用于请求能够或许或许或许或许靠得住运转的备用机器或保安机器;而由于直流机电跟着 输出电压的变更转速也能变更,以是须要常常调速的处所接纳直流机电也不少, 如,铣床,刨床,电动车、地铁列车等等。由于互换比拟轻易取得,比拟轻易保送,以是今朝咱们所操纵的电念头器大 局部都是互换机电驱动的,互换机电利用更遍及一些。

9.互换机电与直流机电的首要辨别。
互换机电 的首要辨别
1、无刷直流机电,定子是扭转磁场,拖着转子磁场动弹;
2、互换同步机电,也是定子扭转磁场拖着转子磁场动弹;
3、那末从道理看,无刷直流机电、互换同步机电有甚么差别
4、它们的差别是,扭转磁场扭转的缘由差别:
(1)互换同步机电,定子磁场动弹的缘由是相互掉队 120 度的三绝对称交 流电,定子磁场的动弹是互换电的变更快慢; 
2)直流机电,是直流电源不变的恒定电压,与线圈毗连现实地位的转变构成的,并且与线圈毗连现实地位的转变是转子动弹的快慢;
5、如许它们的调速体例就差别:(微信公家号:SolidWorks非标机器设想)
(1)互换同步机电,定子磁场动弹的缘由是相互掉队 120 度的三绝对称交 流电,定子磁场的动弹是互换电的变更快慢;只需转变互换电变更的快慢,就 能转变机电的转速,即变频调速;
(2)直流机电,是直流电源不变的恒定电压,与线圈毗连现实地位的转变 构成的,并且与线圈毗连现实地位的转变只与转子动弹的快慢相干;只需转变转子的转速便能够或许或许或许或许调速,而转子的转速与电压成反比,转变电压便可转变转速,即 调压调速;
6、以是直流机电、异步机电调速的体例差别,是布局的题目,是动弹道理的题目;7、直流机电与异步机电的底子辨别在于:直流电源与线圈的地位干系靠转子动弹转变, 只要用与转子动弹相干的旌旗灯号转变直流电源与线圈的地位干系,是完成调速的焦点题目;互换调速是调速,直 流调速也是调速,谁调速都一样?不一样,直流调速不转变机电的负载性子,而互换调速转变了负载的性子;便是说,频次差别时,互换机电的感抗巨细差别;电压差别时,直流机电的 电阻巨细不变;有人说,那有甚么干系?干系很大,互换调速,变频,负载性子随之转变,是一个极不不变的体系;直流调速,负载性子不变,是一个很是不变的体系;互换调速,由于不不变, 很难完成邃密调速;直流调速,由于不变,很轻易完成邃密调速,几个毫伏的电 压速率都能够或许或许或许或许分辩。

步进机电和互换伺服机机电能比拟
步进机电是一种团圆活动的装配,它和古代数字节制手艺有着实质的接洽。在今朝国际的数字节制体系中,步进机电的利用很是遍及。跟着全部字式互换伺服体系的呈现,互换伺服机电也愈来愈多地利用于数字节制体系中。为了顺应数 字节制的成长趋向, 活动节制体系中大多接纳步进机电或全部字式互换伺服机电 作为履行电念头。固然两者在节制体例上类似(脉冲串和标的目的旌旗灯号),但在操纵 机能和利用场所上存在着较大的差别。现就两者的操纵机能作一比拟。

一、 节制精度差别
两相夹杂式步进机电步距角通俗为 3.6°、 1.8°, 五相夹杂式步进机电步距角 通俗为 0.72 °、0.36°。也有一些高机能的步进机电步距角更小。如四通公司出产 的 一 种 用 于慢 走 丝 机 床 的 步 进 电 机 , 其 步 距 角 为 0.09° ;德 国 百 格 拉 公 司 (BERGER LAHR) 出产的三相夹杂式步进机电其步距角可经由过程拨码开关设置为 1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混 合式步进机电的步距角。
互换伺服机电的节制精度由机电轴后真个扭转编码器保障。以松下全部字式互换伺服机电为例,对带规范 2500 线编码器的机电而言,由于驱动器内部采 用了四倍频手艺,其脉冲当量为 360°/10000=0.036°。对带 17 位编码器的机电而 言 , 驱 动 器 每 接 收 217=131072 个 脉 冲 电 机 转 一 圈 , 即其 脉 冲 当 量 为 360°/131072=9.89 秒。是步距角为 1.8°的步进机电的脉冲当量的 1/655。

二.低频特征差别
步进机电在低速时易呈现低频振动景象。振动频次与负载环境和驱动器机能 有关,通俗以为振动频次为机电空载起跳频次的一半。这类由步进机电的任务原 理所决议的低频振动景象对机器的通俗运转很是倒霉。当步进机电任务在低速时,通俗应接纳阻尼手艺来降服低频振动景象,比方在机电上加阻尼器,或驱动 器上接纳细分手艺等。互换伺服机电运转很是安稳,即便在低速时也不会呈现振动景象。互换伺服体系具备共振按捺功效,可涵盖机器的刚性缺乏,并且体系内部具备频次剖析机 能(FFT) ,可检测出机器的共振点,便于体系调剂。

三、矩频特征差别
步进机电的输出力矩随转速降低而降落,且在较高转速时会急剧降落,以是 其最高任务转速通俗在 300~600RPM。互换伺服机电为恒力矩输出,即在其额 定转速(通俗为 2000RPM 或 3000RPM)之内,都能输出额外转矩,在额外转速 以上为恒功率输出。

四、过载才能差别
步进机电通俗不具备过载才能。互换伺服机电具备较强的过载才能。以松下互换伺服体系为例,它具备速率过载和转矩过载才能。其最大转矩为额外转矩的 三倍,可用于降服惯性负载在启动刹时的惯性力矩。步进机电由于不这类过载 才能,在选型时为了降服这类惯性力矩,常常须要拔取较大转矩的机电,而机器在通俗任务时代又不须要那末大的转矩,便呈现了力矩华侈的景象。

五、运转机能差别
步进机电的节制为开环节制,启动频次太高或负载过大易呈现丢步或堵转的现 象,遏制时转速太高易呈现过冲的景象,以是为保障其节制精度,应处置好升、降速题目。互换伺服驱动体系为闭环节制,驱动器可间接对机电编码器反应旌旗灯号 遏制采样,内部构成地位环和速率环,通俗不会呈现步进机电的丢步或过冲的现 象,节制机能更加靠得住。

六、速率呼应机能差别
步进机电从运动加快到任务转速(通俗为每分钟几百转)须要 200~400 毫秒。互换伺服体系的加快机能较好,以松下 MSMA 400W 互换伺服机电为例,从运动加快到其额外转速 3000RPM 仅需几毫秒,可用于请求疾速启停的节制场所。
异步电念头与同步电念头的观点别离是甚么?它们有甚么辨别?
同步机电便是靠励磁电流运转的,若是不励磁,机电便是异步的。 同步机电便是靠励磁电流运转的,若是不励磁,机电便是异步的。励磁是加在转子上的直流体系,它的扭转速率和极性与定子是分歧的,若是励磁呈现 题目,电念头就会失步,调剂不过去,触发掩护“励磁毛病”电念头跳闸 说的 白一点,励磁电流便是同步机电转子中流过的电流(有了这个电流,使转子相称于一个电磁铁,有 N 极和 S 极) ,在通俗运转时,这个电流是由内部加在转子上的直流电压发生的。之前这个直流电压是由直流电念头供应,此刻大多是由可控 硅整流后供应。咱们凡是把可控硅整流体系称为励磁装配。异步机便是机电的转 子动弹的速率与定子所发生的扭转磁场的扭转速率不分歧,有一个差值(差别步) 。咱们叫转差。这个转差与定子所发生的扭转磁场的转速的比率叫转差率。 同步机与异步机的辨别在于: 异步机只是在定子侧加上电压 同步机与异步机的辨别在于 从供电方面说,(也有转子上加电压的) ,而同步秘密在定子和转子上都加上电压。也便是说异 步机是单边励磁,同步机是双边励磁。从转速方面说,异步机的转速只与负荷 巨细有关(固然有必然的规模),而同步机的转速只与电网的频次有关。从布局 上说,同步机电与异步机转子的机关也不一样。异步机的转子是有夕钢片和铝条 (或夕钢片和线圈构成) ,而同步机通俗由数块磁钢和线圈构成(也有隐极式的不太一样) 固然另有很多差别,如工艺请求、设想题目等等。。

同步和异步都是指机电的转速与电源频次的干系。
同步是指机电的转速与电源互换电的频次同步,与机电的负荷有关。异步是指机电的转速与电源互换电的频次差别步,与机电的负荷有关。从利用上分,同步机电用于对转速请求严酷的场所,价钱也很贵。而异步 机电遍及操纵在通俗场所,价钱昂贵。
对机电的极数对数是级数的 2 倍
60 乘以 50 除以转速=极对数
50 是频次大师都晓得,60 是 60 秒 转速便是铭牌上的额外转速。
实在轻易发现 频次=周期/秒乘以 60 秒后便是 1 分钟几多个周期, 除以 额外转速,很较着便是把一转平分为几块分的越多就极数越多。实在便是咱们 变频器上提到的手艺极对数的公式:
机电的同步转速 n0=50*60/2p.式中 2p 为极对数.机电极对数通俗为 1.23.4.5. 一对极机电同歩转速为 3000rpm.
8 级:750r/min 摆布
6 级:1000/min 摆布
4 级:1500/min 摆布

通力一切加快器请求输出通俗不跨越 1500r/min


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