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2013-07-27
同步電機之永磁磁極帶軟鐵極靴
磁極裝有軟鐵極靴的永磁電機的氣隙磁場分布和計算極弧系數(shù)的計算與電勵磁電機相同。對于直角和銳角靴尖的軟鐵極靴,當氣隙均勻分布、磁路不飽和時的計算極弧系數(shù)風可由圖5一17查取,圖中外一卜/:為極弧系數(shù)。當考慮電樞開槽和磁路飽和的影響時,古以等效氣隙長度民一K,凡滲代替,其中用K,考慮開槽的影響,用磁路齒飽和系數(shù)凡考慮電樞齒飽和的影響。
為削弱電樞反應對氣隙磁場的畸變作用,永磁直流電機還常采用削角極靴(見圖5一工sa)。這種極靴的氣隙的大部分仍是均勻的,僅在兩端靴尖處逐漸增大,此時必按下式計算。
4.3.2永磁磁極不帶軟鐵極靴
當磁極不帶軟鐵極靴、永磁磁極直接面向空氣隙時,由于永磁體內磁阻很大,邊緣氣隙磁通和部分極間漏磁通從永磁磁極兩側流出時,靠近外側的磁極內磁位差增大,使永磁磁極與氣隙的交界面和永磁磁極的兩側面都不再是等位面,此時氣隙磁場分布與電勵磁電機相比有很大差異,計算極弧系數(shù)氏與a,、盯r及標/占有關。此外,永磁體充磁方式不同,a,也有很大差異。計算極弧系數(shù)風的磁場計算可以采用41節(jié)求解極間漏磁系數(shù)口:的計算模型。
本書作者采用上述磁場計算模型,得到徑向充磁和平行充磁情況下的計算極弧系數(shù)口,一f(外、別:,編/的曲線,如圖5一19和5一2 。所示。從圖中可以看出,無軟鐵極靴的永磁直流電機的計算極弧系數(shù)總是小于電勵磁電機的對應值,這是由于水磁磁極內磁阻布良大的緣故。從圖5一19還可以看出,在徑向充磁情況下,當人刃沙一定時,永磁電機的計算極弧系數(shù)口,在占/r的很大一段范圍內是一根與橫軸平行的直線,這說明當占在很大范圍內變動時永磁直流電機的計算極弧系數(shù)幾乎不變。而圖52 。表明,在平行充磁情況下。
為削弱電樞反應對永磁體的去磁作用和對氣隙磁場的畸變作用,改善電機的換向,永磁直流電機常采用將永磁磁極削角的辦法(見圖5一21)。理論研究表明,由于永磁磁極表面不再是等位面,K 。需修改為。
4 . 4氣隙系數(shù)
在電機的磁路計算中,計算氣隙磁位差時,為了考慮因電樞開槽而使氣隙磁阻增加的影響,引入了氣隙系數(shù)K 。它是計算氣隙長度次與實際氣隙長度者的比值,也是實際的氣隙最大磁通密度刀.“與計算時采用的氣隙最大磁通密度刀,的比值。
4 .4.1永磁磁極帶軟鐵極靴
對于永磁磁極帶軟鐵極靴的結構.氣隙系數(shù)的計算與電勵磁電機相同。氣隙系數(shù)K,最早是由cate :(卡特)提出來的,他在假定槽為無限深且氣隙兩邊定、轉子鐵心表面為等位面的條件下,采用解析法得到了電樞一邊開槽時一個齒距內的氣隙磁密分布,如圖5一22所示。圖中陰影線部分為電樞開槽后一個齒距內所損失的磁通。一個齒距內的氣隙磁通。
4 .4 .2永磁磁極不帶軟鐵極靴
當永磁磁極不帶軟鐵極靴,即永磁磁極直接面對開槽電樞時,由于永磁材料的磁導率接近于空氣的磁導率,永磁體內磁阻很大,永磁磁極與空氣隙的交界面不再是等位面。理論分析表明,計算永磁電機的氣隙系數(shù)可以沿用電勵磁電機的公式,但需把永磁體磁化方向長度hM也當作氣隙,它與氣隙長度占之和作為總氣隙長度代入式〔 5-31)中,即。式(5一33)與式(5一31)形式相同,代入式(5-30)得出總氣隙系數(shù)K,由此得出計算氣隙長度。