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微特电机论文:无刷直流永磁电动机的电枢反应
 
 
  
 电动机负载以后,电枢磁场对主磁场的影响就称为电枢反应。在普通有刷直流电动机中,由于电刷被设置并调整在磁极的物理中性线上,在换向片数适当多时,电枢反应磁场与主磁场处于正交位置,形成交轴电枢反应。在磁路系统不饱和的情况下,电枢反应磁场仅使气隙磁场的波形发生畸变。只有当电刷不处在磁极的物理中性线上时,电枢反应磁场才会产生直轴分量。当电刷顺着电动机的旋转方向移动时,直轴分量起增磁作用;当电刷逆着电动机的旋转方向移动时,直轴分量呈现去磁作用。
  无刷直流永磁电动机的电枢反应比较复杂,它不但与磁路系统是否饱和以及电动机的旋转方向有关,而且还与电枢绕组的连接方式、导通顺序和磁状态角的大小有关。下面以“星形三相三状态”为例,对电枢反应进行分析。
  电动机在运行过程中,定子电枢绕组一相一相依次通电,从而在气隙内形成三状态跳跃式旋转磁场。在图1.33中,用向量AWa表示电枢绕组产生的磁势,用φm表示转子磁场。当转子磁场处于状态角az范围之内时,电枢磁势的方向保持不变。如u相绕组通电时,其电枢磁场的磁势方向与该相绕组的轴线相重合,如图1.33(a)所示。图中位置I和Ⅱ为磁状态角a2的边界。当转子磁场由位置I转过%电角度到达位置II时,转子位置传感器立即发出信号,并通过电子换向开关,将u相绕组切断,而使V相绕组接通。这时,电枢磁场的磁势也立即跳过az电角度,如图1 .33(b)所示。
  由图1.33可知,转子磁场处于位置I时,电枢磁场对转子起****的去磁作用;转子磁场处于位置II时,电枢磁场对转子磁场起****的增磁作用。总之,电枢反应的直轴分量开始对转子磁场起去磁作用,然后呈现增磁作用,在数值上等于向量Awa在转子φm向量方向上的投影,其****值为

  式中,Awa为一相电枢绕组的每极磁势(A)。


  在无刷直流永磁电动机中,由于磁状态角ax2比较大,电枢反应直轴去磁分量有可能达到相当大的数值。因此,在设计计算时必须予以考虑。表1.16列出了不同的电枢绕组和不同的电子换向电路组合时的电枢反应直轴分量****值的计算公式。

 


  当转子磁场φm处于磁状态角%的正中间时,电枢磁势与转子磁场正交。在无刷直流永磁电动机中,由于永磁体本身的磁阻很大,由电抠反应交轴分量Awaq所引起的气隙磁场的畸变较小,一般可以不加考虑。
  在考虑到永磁体的****利用而进行磁路系统设计时,表1.16中所列计算公式中的电流ia必须依据所采用的“稳磁”方法来确定:当采用“起动稳定”时,用启动电流如来代替ia当采用“突然反转稳定”时,电枢反应的****直轴去磁分量可采用式(1.71)来计算,即用突然反转时的电枢电流来代替表l 16中的Ia  

 

 

 
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