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电机百科知识

ABB电机永磁无刷直流电动机电枢反应

文章出处 : http://www.abb-motors-china.cn/a/77.html 作者 : ABB电机一级代理 人气 : 51 发表时间:

    ABB电机永磁无刷直流电动机电枢反应

  永磁无刷直流电动机电枢反应是指电枢磁场对励磁磁场的作用。永磁无刷直流电动机的ABB电机工作原理与普通直流电动机的相似,但又有不同的地方。普通直流电动机的电刷放在换向器几何中性线上时,电枢磁场只有交轴分量,电动机气隙磁场由励磁磁动势与交轴磁动势共同建立。在不计饱和影响时,每个主极下的气隙磁场,一半被削弱,而另一半被加强,但总的磁通量不变;当计及饱和影响时,被加强的一半磁极下,由于实际磁路中铁磁材料存在饱和,使气隙磁密不能按磁动势增加的比例增加,而被削弱的一半则会使气隙磁密按比例下降,因此,每极总磁通量会减少。

  这里仍以两相导通星形三相六状态电枢绕组为例来分析电枢反应。在永磁无刷直流电动机中, 和普通直流电动机一样存在交轴电枢反应磁动势, 两者的作用亦相同。所不同的是永磁无刷直流电动机在60°磁状态角度中, 转子是匀速转动, 但电枢磁动势在空间不动, 它与励磁磁动势之间的夹角从120°变为60°的过程中, 夹角为90°只是其中的一个瞬间。此瞬间只有交轴电枢反应, 其他情况下, 均存在直轴电枢反应。两个磁动势的夹角从120°变为90°之间, 其直轴电枢反应为去磁作用; 夹角从90°变为60°之间, 其直轴电枢反应为加磁作用。所以在一个60°磁状态内, 直轴电枢反应的去磁与加磁作用变化一次, 电机转子转过一对磁极时, 这种去磁与加磁交变六次, 因此, 在计算电机的特性与性能时,可以不考虑直轴电枢反应的影响。但是, 必须考虑直轴电枢反应去磁作用最大时, 是否造成永磁体的不可逆去磁。

   当励磁磁动势与电枢磁动势之间的夹角为120° 和60° 时, 产生的直轴电枢反应作用最大。图7 一8 ( a) 、( b) 分别给出了此两种情况下电枢磁动势与励磁磁动势之间的关系, 应当说明两者在空间并非按正弦分布, 这里近似地用矢量表示,或者取其基波表示。

图7 一8 电枢磁动势与励磁磁势关系

  由于励磁磁动势和电枢磁动势在空间均不是正弦分布, 这里只能近似地计算如下, 即一对磁极的最大直轴去磁磁动势

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对于星形三相六状态两相导通模式的一个磁极最大电枢反应直轴分量为

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可根据实际电流l 计算。当q不等于1时, 可近似采用WφKdp1代替Wφ

对于一相导通星形三相三状态情况, 当励磁磁动势与电枢磁动势之间的夹角为150°和30°时, 产生最大电枢反应直轴分量的磁动势。其推导结果和式(7-15)一致, 不再详述。

最大电枢反应直轴分量的去磁磁动势不应导致磁钢不可逆性退磁。

交轴反应的影响导致一个极下的磁场一半被加强, 另一半被削弱。由于永磁体本身的相对磁导率ur接近等于1 , 也就是说永磁体的内磁阻很大,类似于空气隙。当采用表贴式径向磁化永磁体时, 永磁体沿径向的厚度, 对于交轴电枢反应就相当于空气隙, 此时, 交轴电枢反应的作用被大大削弱,一般可忽略交轴电枢反应的作用。当采用切向磁化永磁体时, 对于交轴电枢反应,它产生磁场的路径不通过永磁体,只通过铁心,从而导致一个极下的磁场一半被加强, 另一半被削弱, 使一个极下的气隙磁场波形发生畸变,由于磁路饱和导致一个极下的总磁通量减少。此时, 应通过电磁场数值计算来求得极下气隙磁通密度的分布曲线和极下的总磁通量大小。对于大型电机, 为了减小交轴电枢反应的影响, 可在转子d 轴轴线上开一个空气隙,以增大交轴磁路的磁阻, 如图7-9 所示。

图7 一9 切向磁化的永磁体转子示意图


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