脉+振磁场永磁低速同步电动机.pdfVIP

‘节…”一 脉振磁场永磁低速同步电动机 陆永平谷爱昱邹继斌 (哈尔滨工业大学哈尔滨t50001) 摘要本文提出一种新结构原理同步电动机一自起动脉振磁场水磁低速同步电动机．介绍了 该电机的结构和原理及自起动判据，并说明了满足起动条件和工艺要求时，电机主要尺寸 { 的制约关系．实验证明上述设计准则是正确的． 关键词同步电动机低速永删脉振磁场 l 。、 1．背景 心小心 在i午多工业和自动装置中，需要转速低于lOOrpm的低速或低速同步驱动，通常的方案 是用常用电动机加减速器构成。这种系统的缺点是结构复杂、体积大、噪声大、效率低． 在小功率传动中可以采用感应子式低速同步电动机，但这种基于磁阻作用的电动机，因其 原理、结构和工艺等原因的限制，难以做成大功翠，而且力能指标较低．因此，大功率、 低转速电动机的出现是人们所期望的．在传统概念中，同步电动机如无鼠笼绕组等异步嫱 动装置是无法牵人同步的，其原因是在～定的电枢直径下，传统同步电动机极数的增多受 到限制，同步转速太高，而转子的转动’惯量却比较大．因此，要实现自起动，必须增多极 数和减小转动惯量．本文提出的脉振磁场永磁低速同步电动机，呵以实现自起动，且能做 成大功率，例如几个千瓦到几十千瓦，并具有相对较高的力能指标． 2．结构和原理 图】为一个单元电机．转子磁极做成表面磁钢结构．定子槽数z与极数相等(也可以近 图1 单元电机 似相等)，嵌有单相整距绕组，相邻反向串联．设永磁体气隙磁场呈正弦分布，则绕组的磁 链为 妒=妒m (1) sinp(O—00) 式中：y。—磁链幅值；p一转予转角；00一初始转角． 电磁力矩为 T=p妒mIm cosp(O-占o)s涵科 1 (2) 式中：Im一电流幅值；由一角频率，脚=314． 如果三台O-元电机同轴联接，转子相互错开譬角．绕组通以二榴』。r称电流则式(2)右端 3一 第l项相互抵消，求得的合成电磁转矩为 气 T=三PVmIm (3) sin(o)t—p6+P00) ￡ 在同步稳速情况下pO=09t， 1 sinpOo (4) T=三PVⅢI，l Z 尽管式(4)与传统的三相旋转磁场同步电动机的稳态转矩公式是一样的，但两者的结构原理 有所不同．前者通过脉振磁场变换能量，具有每极槽数等于1的特点；相绕组间的互感为 零，即使在转子上安装鼠笼绕组，也不会有效地产生异步起动转矩。 为了简化电机结构，将电机做成三相共磁路结构，如图2a所示：实际上，为了抑制尺 pi矗+这样敛虽然对转 寸齿槽定位力矩，真实的电机将设计成等齿距分数槽结掏，如翻2b 矩稍有消弱，但对自起动却十分有利．