同步電機之永磁直流電動機的電樞反應(yīng)

在電機學中，電機負載運行時電樞繞組電流產(chǎn)生的電樞磁動勢對氣隙磁場的影響稱為電樞反應(yīng)．但對于永磁電機，電樞磁動勢不僅影響氣隙磁場的分布與大小，而且影響永磁體的工作狀態(tài)，使永磁體的工作點相應(yīng)改變。影響的程度與磁極結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。

5 . 1交軸電樞磁動勢和電樞反應(yīng)

圖5一23a為一臺理想化永磁直流電動機模型，電樞鐵心表面無齒槽，導(dǎo)體在電樞鐵心表面均勻連續(xù)分布，電樞繞組為整距，電刷位于幾何中性線上。由于電樞繞組各支路中的電流是由電刷引入或引出的，電刷是電樞表面電流分布的分界線，因此電樞磁動勢的軸線正好位于交軸（與磁極中心線正交的軸線，又叫叮軸）方向，為交軸電樞磁動勢。圖5一23b為從幾何中性線處展開時交軸電樞磁動勢的分布圖。在距磁極中心線（即直軸，又叫d軸）x( cm）處交軸電樞磁動勢（A 》的大小與x成正比，為。交軸電樞磁動勢沿電樞表面作三角形波形分布，如圖524所示在交軸處，即二一士r / 2，交軸電樞磁動勢最大，其幅值F 。（A )為。

先分析磁極無極靴時（圖5一23）的交軸電樞反應(yīng)。在極弧部分，電樞反應(yīng)磁場的磁通密度（T ) 在兩極之間，由于空氣的磁導(dǎo)率與永磁體磁導(dǎo)率很接近，因此磁通密度B，并不急劇減小，仍隨x增大而上升，只是由于空氣磁導(dǎo)率比永滋體稍低，盡，的增長要稍緩慢一些。圖5-24示出交軸電樞磁動勢和磁場的分布，由圖可見，永磁直流電動機的交軸電樞反應(yīng)磁場分布為近似三角形而不是馬鞍形，其最大磁通密度發(fā)生在交軸上。這也是永磁直流電動機交軸電樞反應(yīng)區(qū)別于電勵磁電機的一個特點電樞齒夫飽和時，整個磁路系統(tǒng)為線性，氣隙磁場B可由電樞反應(yīng)磁場凡，和主極磁場B 。應(yīng)用疊加原理得到，見圖5一24 。由圖可見，交軸電樞反應(yīng)使每個極下的磁場波形發(fā)生扭曲，在半邊磁極下增磁，在另半邊磁極下去磁。由于磁路為線性，增磁量和去磁量相等，因此一個極下總磁通量不變。當電樞齒飽和時，一半極下增磁的效應(yīng)要比另一半極下去磁的效應(yīng)弱一些，使一個極下的總磁通量有所減少，表現(xiàn)出一定的去磁效應(yīng)。但對無極靴的永磁直流電動機而言，電樞反應(yīng)磁場要經(jīng)過磁導(dǎo)率接近空氣的永磁體，對氣隙磁場的去磁效應(yīng)并不大，而且準確計算很困難，通常不予考慮。交軸電樞磁動勢對氣隙磁場的作用主要是使氣隙磁場的分布發(fā)生畸變，對換向不利。

    無極靴時交軸電樞磁動勢直接作用在產(chǎn)判灶，特別是產(chǎn)少生去磁效應(yīng)一側(cè)的磁極極尖處，交軸電樞磁動勢最大，容易使永磁體產(chǎn)生不可逆退磁。因此，需要進行最大去磁時工作點的校核計算。在磁極有軟鐵極靴且足夠厚時，交軸電樞反應(yīng)磁通經(jīng)極靴閉合（見圖525 )，對永磁體基本上無影響，只對氣隙磁場有影響，引起氣隙磁場畸變和去磁效應(yīng)。

5 . 2直軸電樞磁動勢和電樞反應(yīng)

實際電機中，為了改善換向或產(chǎn)生串勵性能，電刷常常要離開幾何中性線某一角度盧，相當于沿電樞表面離開幾何中性線句距離。此時電樞磁動勢可視為由兩部分電流產(chǎn)生（如圖5一26所示）：一部分是（r一Zb戶范圍內(nèi)的導(dǎo)體電流，產(chǎn)生交軸電樞磁動勢（A／極），其幅值。作用于永磁磁極不同位置的交軸電樞磁動勢的大小是不同的，對于無極靴的瓦片形磁極，在磁極中心線處為。；在磁極極尖處最大，為F，外r / ( r一2b婦。另一部分為2好范圍內(nèi)的導(dǎo)體電流產(chǎn)生的電樞磁動勢，其軸線與磁極中心線（d軸）重合，為直軸電樞磁動勢（A／極），其幅值。如果電機不運行在突然堵轉(zhuǎn)、突然反轉(zhuǎn)狀態(tài)時則無此項去滋磁動勢．裝配過程中電刷有可能偏移幾何中性線或設(shè)計規(guī)定位置，一般認為偏移量．偏移方向是隨機的，為可靠起見，可按去磁計算，即。