微型同步电动机_永磁式微型同步电动机_反应式微型同步电动机原理图解

微型同步与交流一样,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永久磁铁,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)为永久磁铁,(b)为起动绕组。

转子永久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,纵轴方向的磁阻最小,横轴方向的磁阻最大,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领先定子磁极轴线时,θ为正。

转子处于磁场中,其纵轴与横轴磁阻不对称时.磁通必然要走磁阻最小的路径。图2(a)、(b)、(c)、(d)为转子位置不同时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,因此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,因此转矩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;同时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

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