同步電機之關于軸向勵磁低速永磁同步電動機

    6 . 6 . 1結構、原理與應用

1．結構特點

低速同步電動機可分為磁阻式和勵磁式兩種。磁阻式低速同步電動機的定子繞組可分為兩相或三相繞組，轉子鐵心有開口槽，但不放繞組。定、轉子鐵心均用硅鋼片疊成，轉子也可以是實心結構。

勵磁式低速同步電動機根據勵磁方式的不同，又可以分為電勵磁式和永磁式兩種。電勵磁時可以把勵磁繞組放在定子鐵心中間，也可以放在端蓋內側的凸臺上。這種電動機需要直流勵磁電源，因此電動機結構復雜，只適用于較大容量的特殊使用場合。軸向勵磁式低速永磁同步電動機不需要直流勵磁電源及勵磁繞組，使結構大為簡化，軸向勵磁永磁低速同步電動機一般作成如圖6一16所示的結構。定子繞組為兩相或三相繞組，定子鐵心由硅鋼片疊成，內圓有開口槽，轉子中間有一段軸向磁化的永磁體，它可以用鐵氧體、鋁鎳鉆和稀土永磁材料。但應用鋁鎳鉆永磁材料的性能較佳。

永磁體兩端各裝一段用電工純鐵制造或用硅鋼片疊成的轉子磁扼。磁扼表面銑有開口槽，兩個磁輛相互錯開半個轉子齒距。永磁體產生的勵磁磁通的路徑：由永磁體N極（圖中在左端）＊左端轉子磁扼一氣隙一定子鐵心左端、定子鐵心右端一氣隙一右端轉子磁扼一永磁體S極。勵磁磁通在每一個氣隙圓周上都是同方向通過氣隙，作用在氣隙的磁動勢是同極性的，但作用在左端氣隙中的磁動勢與作用在右端氣隙中的磁動勢方向相反。為了提高電動機輸出功率，轉子可以作成兩段永磁體并聯結構，電動機機殼用非磁性材或磁性材料制成。為減少漏磁，轉軸一般用非磁性材料。如用磁性材料時，在轉軸與鐵心之間應放隔磁套。

2．軸向勵磁永磁低速同步電動機的工作原理

低速同步電動機是利用定、轉子表面開槽引起氣隙磁通在空間分布發(fā)生變化的原理進行工作的。為了說明這種電動機的工作原理，首先要了解定、轉子表面開槽時氣隙磁導的變化規(guī)律。假定定子開口槽數口，= 12，轉子開口槽數認= 14 。如果在某一瞬間，轉子的位置正好使定子齒1和7的中心線與轉子齒1和8的中心線相重合，則定子齒4和10的中心線與轉子槽中心線重合，如圖6一17a所示。此時，對應定子齒1和7的氣隙中氣隙磁導最大，對應定子齒4和10的氣隙中氣隙磁導最小，其他定子齒氣隙中，由于定、轉子齒逐漸錯開，氣隙磁導逐漸變化，忽略高次諧波，假定氣隙磁導沿氣隙圓周按正弦規(guī)律變化，其變化規(guī)律如圖6一17 。所示。為描述氣隙圓周上各點磁導的變化情況，引人單位面積氣隙磁導的概念，稱為氣隙比磁導，用A 。表示。氣隙圓周上任意點x的氣隙比磁導A 。（x）定義為該點氣隙磁感應強度B : ( x）與氣隙磁動勢F ( x )的比值：。

    當轉子由圖6一17a位置轉過角度（定子齒距角與轉子齒距角之差）時，定子齒2和8的中心線正好與轉子齒2和9的中心線重合，相應氣隙中比磁導最大；而定子齒5和n與轉子槽中心線重合相應氣隙中比磁導最小，如圖6一17b所示?？梢姡斵D子轉過角度時，氣隙比磁導沿轉子轉向轉過2二／Q，角度（一個定子齒距角），氣隙比磁導波在空間轉過的角度是轉子轉過角度的倍。當轉子以。角速度旋轉時，氣隙比磁導波便以認。角速度旋轉，即氣隙比磁導波在空間的轉速是轉子轉速的倍。從圖6一17 ?？梢姡擰Z一口，= 2時，氣隙比磁導波在氣隙圓周上的分布變化2個周期?？梢宰C明，在一般情況下，氣隙比磁導在氣隙圓周分布的周期為定轉子開口槽數之差，即。