磁铁工作图 永磁体是一种非线性磁性材料,含有永磁体的磁路是非线性磁路,其计算方法通常有两种:一是解析法,即将位于第二象限的永磁体的去磁曲线和外磁路的特性曲线用解析式来近似地表达,但数学计算将很复杂,也不一定精确;二是利用曲线相交法,作磁铁工作图来解算非线性磁路,这种方法既方便、简单和直观,又具有足够的估算精度。 所谓磁铁工作图,就是用来表示永磁体的基本参量和外磁路各参数之间,以及与外磁场(电枢反应磁场)之间关系的图形,亦即用图解法来表示电路和磁路之间相互关系的图形。设计者可以借助磁铁工作图来调整磁路系统和电路系统的参数,使永磁体工作在****工作点附近。因此,磁铁工作图不仅是计算含有永磁体的非线性磁路的基础,而且也是永磁电动机电磁设计的基础。 下面,按做图和计算的顺序,简要地介绍如何用曲线相交法来作磁铁工作图: 第一步做永磁体的去磁曲线φm=fo(AWm)磁铁工作图为二坐标系统。为了便于计算,纵坐标表示为磁通φ,横坐标表示为磁势Aw。首先我们根据所选用的永磁体的牌号和永磁体的尺寸,在第二象限作永磁体的去磁随线φm=fo(AWm),如图1 70所示。它反映了图1 6l(b)等效磁路图中M和Ⅳ两点以左的磁路特性,即永磁体的外特性。 第二步做漏磁通特性曲线φm=f1(AWm)。 漏磁通φσ沿着漏磁路流通,漏磁路主要由一定形状和一定尺寸的空气路径所组成,所以可以近似地用一条直线来表示。在图1.70中,φm=f1(AWm)为漏磁通特性曲线。 第三步做主磁通特性曲线φm=f2(AWm)。 在图1.70中,φδ=f2(AWm)为主磁通特性曲线,它反映了气隙磁通φδ所经过的那条主磁路的特性。如果主磁路处于不饱和状态,则主磁通特性曲线也可以近似地用一条直线来表示。这时只要计算出一点,就可以确定它。在主磁路饱和的情况下,则必须通过磁路计算逐点描绘出来。 第四步做空载特性曲线φm=f(AWm)
由图1.61(b)的等效磁路可知,Φm=φδ+φσ。因此,把漏磁通特性曲线φσ=f1(Awm)和主磁通特性曲线φδ=f2(Awm)在同一横坐标上,纵坐标相加,即可得到永磁体外磁路的空载特性曲线φm=f(Awm)。相对永磁体而言,外磁路空载特性曲线φmf(AWm)反映了图1.61(b)等效磁路图中M和N两点以右主磁路和漏磁路的并联磁路的特性。
 第五步决定回复直线的起始点K。 根据所采用的“稳磁,,方法,计算出相应的永磁体的去磁磁势,并按一定比例尺在横坐标轴上取OQK段,使之与永磁体的去磁磁势相等。然后,把永磁体的外磁路特性曲线φm=f(Awm)平移到QK点,平移后的永磁体的外磁路空载特性曲线φm=f(Awm)与永磁体的去磁曲线φm=fo(Awm)相交于K点。K点就是回复直线的起始点。当我们采用“启动稳定”法“稳磁”时,只要计算出启动时电枢反应的直轴去磁磁势Awadk然后便可决定回复直线的起始点K,如图1.70所示。
第六步做回复直线φm=g(Awm)。 以K点为起始点,作回复直线φm=g(Awm),它与横坐标轴的夹角为β。
回复直线也可以这样作:通过去磁曲线与纵坐标的交点φr,做去磁曲线的切线φrT然后从K点出发做一条平行于该切线φrT的直线KP,此直线KP就是回复直线。 第七步电动机空载运行时的磁状态。 永磁体的外磁路空载特性曲线φm=f(Awm)与回复直线φm=g(Awm)的交点P为电动机的空载工作点。由磁铁工作图可知,空载状态下永磁体发出的磁通为φm0作气隙内的磁通为φδ0漏磁通为φσ0AWMO空载状态时作用在图1.61(b)所示的等效磁路图中M和N两点上的磁压。 第八步电动机额定运行时的磁状态。
计算出电动机在额定运行时的电枢反应直轴去磁磁势A WadH,并按一定比例尺在横坐标上取OQh段,使之与磁势A WadH相等。然后把永磁体的外磁路空载特性曲线Φm=f(Awm)平移到QH点,平移后的永磁体的外磁路空载特性曲线Φm=f(Awm)与回复直线Φm=g(Awm相交于H点。日点称为电动机的负载工作点。对应于日点的Awk为额定状态时作在图1.61(b)等效磁路图中M和Ⅳ两点上的磁压。在磁铁工作图上,利用过H点的水平线与外磁路空载特性曲线Φm=f(Awm)的交点,可以求得额定状态时永磁体发出的磁通ΦmH,工作气隙内的磁通ΦδH和漏磁ΦσH。 空载状态下工作气隙内的磁通为ΦδH和额定状态时工作气隙内的磁通为Φδ将是电路计算(设计电枢绕组)的基本依据。
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