微型同步电动机与交流同步电动机一样,转子转速恒为同步转速n0,使用在转速要求恒定的装置中.例如电唱机、录音机、电视设备、电钟、时间机构、记录仪表装置、陀螺仪等。 微型同步电动机的定子结构与异步电动机定子是一样的,有单相的也有三相的,定子绕组通电后建立气隙旋转磁通势。转子的极数与定子极数相同,依据转子不同的类型,微型同步电动机分成永磁式、反应式和磁滞式几种。 1.永磁式微型同步电动机 永磁式微型同步电动机的转子是一个yongjiu磁铁,N、S极沿着圆周方向交替排列。当电动机运行时,定子产生转速为n0的旋转磁通势,转子则以n0转速随之同步旋转, 图1为永磁式微型同步电动机永磁转子,(a)为yongjiu磁铁,(b)为起动绕组。 转子yongjiu磁铁磁力线与定子磁力线的夹角为θ,永磁式微型同步电动机电磁转矩大小与sinθ成正比。当θ=0°时,电磁转矩T=0;当θ=90°时,T=Tmax,T-θ曲线为正弦曲线。永磁式微型同步电动机采用异步起动,即在转子上装上笼型起动绕组,在起动过程中产生异步转矩起动。待到转子转速接近同步转速n0、旋转磁通势与转子相对速度很小时,转子被牵入同步,转速升到n0。在同步电动机运行时,笼型起动绕组不再起作用。 2.反应式微型同步电动机 反应式微型同步电动机的转子由铁磁材料制成,其纵轴与横轴方向的磁阻大小相差比较多,纵轴方向的磁阻Zui小,横轴方向的磁阻Zui大,纵铀与横抽相差90°空间电角度纵轴与定子磁极轴线夹角为θ,规定转子纵轴逆时针方向lingxian定子磁极轴线时,θ为正。 转子处于磁场中,其纵轴与横轴磁阻不对称时.磁通必然要走磁阻Zui小的路径。图2(a)、(b)、(c)、(d)为转子位置不磁通路径的几种情况。在磁场中,转子受力,由于磁通的路径不同,转子受力的大小与方向也都不同,规定转矩的逆时针方向为正。 图2 磁阻不对称时的反应转矩 分析磁场力的方向可以采用电磁场课程中所讲法拉第力管的看法,形象的比喻就是把每根磁力线都看成为被拉长了的橡皮筋,它有着纵向收缩、横向扩张的趋势,由此对磁场中的导体或铁磁体产生力的作用即磁场力。按照这个方法,图2(a)中,0°<θ<90°时,定子与转子之间的磁力线都有纵向收缩的趋势,被磁力线连着的定子和转子沿着磁力线方向相互吸引,也就是转子受到电磁转矩T作用,方向为顺时针。按照正方向规定,T<0。同理.图2(b)中,θ=0°,被磁力线连着的定子与转子互相吸引的电磁力方向在转子纵铀,转矩T=0。不言而喻,图2(c) 中,-90°<θ<0°,T>0;图2(d)中,θ=-90°,T=0。这种由于转子纵、横轴磁阻不对称而使转子在磁场中受到转矩作用,该转矩称为反应转矩,或称磁阻转矩。 由于反应转矩的存在,定子磁通势若以同步转速n0旋转时,转子也随之同步旋转。反应式微型同步电动机以n0转带负载TL运行时,其T=TL。也就是说θ的大小由负载转矩TL决定。 反应式微型同步电动机转子上也装有笼型绕组,用来起动;笼型绕组还可作为阻尼绕组,消除转子的振荡。图3是不同型式的转子冲片,冲片上的小圆孔内系装笼条。 图3反应式微型同步电动机转于冲片 (a)外反应式(b)内反应式(c)内外反应式 |
力矩电动机是一种把伺服电动机和驱动电动机结合而发展成的一种电动机,它输出较大的转矩,直接拖动负载运行,它又受控制信号电压的直接控制进行转速调节。在自动控制系统中作为执行元件。 由于没有中间的减速装置,采用力矩电动机拖动负载(单袖拖动系统)比采用高速的伺服电动机经过减速装置拖动负载(多轴拖动系统),在很多方面具有优越性,主要是:响应快速、高精度、机械待性及调节持性线性好,结构紧凑、运行可靠、维护方便、振动小等,尤其实出表现在低速运行时,转速可低到0.00017r/min(4天才转一圈,低于地球自转速度),其调速范围可以高达几万、几十万(调节范围指Zui高转速与Zui低转速比)。 力矩电动机有直流和交流两大类,从作用原理看,就是低速的直流和交流伺服电动机,但转矩较大,转速较低,外形轴向长度短,径向长度长,通常为扁平式结构,极数较多。应用广泛的是直流力矩电动机。 (a)分装式 (b)内装式 图1 直流力矩电动机 直流力矩电动机总体结构型式有分装式和内装式两种。分装式直流力矩电动机有定子、转子和刷架三大件,转子直接套在负载轴上,转轴和机壳按控制系统要求配制。图1(a)示意了分装式结构。内装式直流力矩电动机与一般电动机一样,把定子、转子、刷架与转轴、端盖装成整机,如图(b)所示。电动机加电压后,转速为零时的电磁转矩称为堵转转矩,转速为零的运行状态又称堵转状态。一般电机不能长时间运行于堵转状态,但力矩电动机经常使用于低速和堵转状态。电机长时间堵转时,稳定温升不超过允许值时输出的Zui大堵转转矩称为连续堵转转矩,相应的电枢电流为连续堵转电流。运行转速大于零时输出转矩小于堵转转矩。力矩电动机机械特性是直线。 在很短时间内电枢电流超过连续堵转电流而又不使电机发热烧坏,这样电机输出较大的堵转转矩。但电流大大会使yongjiu磁铁去磁,受去磁限制的Zui大堵转转矩称为峰值转矩。相应的电枢电流称为峰值电流,在永磁式直流力矩电动机技术数据中给出。 |