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永磁直流力矩電動機的電樞沖片槽優化
發布時間:2017-11-23 17:30:27| 瀏覽次數:

永磁直流力矩電動機是一種伺服元件 ,要求電樞電感不能太大 ,否則電氣時間常數大 ,影響伺服系統的響應速度 。電機電樞沖片槽深 ,電樞線圈放置槽中則深 ,受導磁鐵心的影響大 ,導致單位匝數的電感大 ,為非線性電感 ;反之 ,電樞沖片槽淺 ,線圈接近氣隙 ,受導磁鐵心的影響小 ,電感小 ,接近線性電感 。

無槽電機電樞線圈不放在槽中 ,全部放在導磁鐵心的表面 ,所以電感很小 ,基本是線性電感。可見 ,電樞沖片槽深 ,會使永磁直流力矩電動機的電樞電感增大 ,電氣時間常數增大 ,對電機在系統中響應的快速性不利 。另外 ,電樞沖片槽深 ,對直流力矩電機換向也不利。槽深換向元件的電感大 ,換向電抗電勢則大 ,火花必然大 。直流電機采用虛槽 ,原因之一就是為了減少換向元件電感 ,以達到減少火花之目的 。電樞沖片槽深 ,對電機的輸出轉矩也有影響 。 原因是 ,在同樣的負載電流下 ,電樞導體產生的電動力不變 ,槽深 ,則等效于電動力作用的電樞有效半徑減小 ,所以電機輸出轉矩就會減小 。
在電機制造廠 ,為了管理方便和成本節約 ,同一機座直流力矩電機多通用一種電樞沖片 ,而這種沖片在極對數上已有固定的最佳方案 。 這種方法固然有許多優點 ,但也有缺點 ,如沖片槽數設計不合理時 ,會給變極設計帶來困難 ,有時必須對預定的最佳極對數作減半的選擇 ,這種做法是很不合理的 ,它會造成直流力矩電機性能的惡化 。從電機理論可知 ,直流電機的每極磁通和極距成正比 。 當極對數減半后 ,極距就會增大一倍 ,每極磁通也基本增大一倍 ,而每極磁通全要通過電樞軛部 ,若軛高不變 ,軛部磁密就會增大一倍 ,由此出現軛部飽和 ,電機空載損耗增大 ,發熱 ,惡化電機性能 。因此 ,極對數少的直流電機 ,沖片設計都要縮小內徑 ,以加高軛部 ,防止軛部磁密過高 ,出現磁飽和 。故對通用性沖片 ,變極設計不宜跨度過大 。 為了使變極設計有多種較好方案的選擇 ,應對沖片槽數進行相應的優化如永磁直流力矩電動機采用的是單波繞組 ,必須為奇數槽,沖片槽數 K ±1盡可能被多種極對數 p整除 。 若只能被一種 pp /2整除 ,就不是好的設計方案。

綜上所述,優化電機的性能,必須要盡量降低電樞沖片的槽深。并且非優化槽數變極選擇的余地太小,極對數要么減半,要么增加一倍,電樞軛磁密很難保證兩者均合理,所以不可取。優化槽數變極選擇的余地較大,極對數不會出現巨增巨減的變化,電樞軛磁密變化也不會有大的起伏。由此可達到合理設計,優化電機性能。

 
 
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