小功率同步電機

用於自動化系統、各種家用電器、鐘錶、照相機等的小功率同步電動機(微型電動機)。

大多數小功率同步電動機與正常性能機器的不同之處僅在於轉子的設計,轉子通常沒有勵磁繞組、滑環和壓在它們上面的電刷。

為了產生扭矩,轉子由硬磁合金製成,隨後在強脈衝磁場中進行單磁化,因此磁極隨後保持剩磁。

當使用軟磁材料時,轉子採用特殊形狀,在徑向方向上為其磁芯提供不同的磁阻。

同步微電機永磁同步電動機具有由硬磁合金製成的圓​​柱形凸極轉子和鼠籠式起動繞組。

在啟動時,同步電動機作為感應電動機運行,其初始扭矩是由於定子的旋轉磁場與其在短路的轉子繞組中感應的電流相互作用而產生的。當電機在勵磁狀態下啟動時,旋轉轉子的永磁體的磁場會在定子繞組中感應出 e。 ETC。 v. 可變頻率,這會導致產生製動力矩的電流。

電機軸上產生的扭矩由繞組短路和製動效果引起的力矩之和決定,即取決於滑差。在轉子加速期間,該扭矩達到最小值,如果正確選擇啟動繞組,該扭矩應大於標稱扭矩。

當速度接近同步時,轉子由於永磁體磁場與定子旋轉磁場的相互作用而被拉入同步,然後以同步速度旋轉。

永磁同步電機的運行與繞線同步電機的運行差別不大。

同步微電機同步電阻電機的凸極轉子由帶有空腔或狹縫的軟磁材料製成,因此其徑向磁阻不同。空心轉子由沖壓電工鋼片組成,並有一個短路的啟動線圈。有由具有類似空腔的固體鐵磁材料製成的轉子。分段轉子由用鋁或其他抗磁材料鑄造的電工鋼片組成,用作短路繞組。

當定子繞組接通時,旋轉磁場旋轉,電動機異步啟動。轉子完成加速到同步轉速後,在徑向磁阻差異引起的反作用力矩的作用下,進入同步並相對於定子的旋轉磁場定位,從而它對這個領域的磁阻是最大的——最小的。

同步微電機通常,同步電阻電機的額定功率高達 100 W,如果特別重視設計的簡單性和可靠性的提高,有時甚至更高。相同尺寸的同步電阻電機額定功率比永磁同步電機額定功率小2—3倍,但設計更簡單,成本更低,額定功率因數不超過0.5,標稱效率高達 0.35 — 0.40。

磁滯同步電機有一個寬的硬磁合金轉子 遲滯電路......為了節省這種昂貴的材料,轉子採用模塊化結構,其中軸連接到由鐵磁或抗磁材料製成的套筒,並且是一個增強的實心或空心圓柱體,由用鎖定環擰緊的板組裝而成它。使用硬磁合金製造轉子,導致電機運轉時,定子和轉子表面的磁感應分佈波相對偏移一定角度,稱為滯後角,導致出現滯後扭矩,指向轉子的旋轉。

永磁同步電動機與磁滯同步電動機的區別在於,前者是在機器製造過程中將轉子置於強脈衝磁場中預充磁,而後者是通過定子的旋轉磁場對轉子進行充磁。

當啟動帶磁滯的同步電機時,除了帶有實心轉子的機器中的主要磁滯力矩之外,由於轉子磁路中的渦流會產生異步轉矩,這有助於轉子的加速,其進入同步和以同步速度進一步運行,轉子相對於定子旋轉磁場的位移恆定,角度由機器軸上的負載決定。

磁滯同步電機在同步和異步兩種模式下運行,但在後一種情況下具有低滑差。帶磁滯的同步電機的特點是啟動轉矩大,進入同步平穩,從空閒模式到短路模式的過渡期間電流變化在 20-30% 以內。

這些電機具有比同步磁阻電機更好的性能,以設計簡單、可靠性和靜音運行、體積小和重量輕而著稱。

沒有短繞組導致轉子在可變負載下振盪,這導致其旋轉存在一定的不均勻性,這限制了額定功率高達 400 W 的工業和更高頻率製造的機器的應用範圍, 單速和雙速。

磁滯同步電動機的額定功率因數不超過0.5,額定效率達到0.65。

同步微電機磁阻磁滯同步電動機有一個凸極定子,其線圈位於磁芯上,磁芯由兩束對稱的電工鋼片組裝而成,線圈架內有接頭。磁路有兩個被縱向凹槽等分的磁極,其中一個磁極上有短路匝。在這些分裂極之間是一個轉子,該轉子由幾個硬化磁性硬鋼薄橋接環組成,安裝在連接到齒輪箱的皮帶輪上,齒輪箱將輸出軸的速度降低到每分鐘幾百或幾十轉。

導通定子繞組時,由於匝間短路,磁極未屏蔽部分和屏蔽部分的磁通量之間會及時產生相移,從而導致產生旋轉磁場。該場與轉子相互作用導致異步和滯後轉矩的出現,導致轉子加速,在達到同步速度時,在反作用力和滯後轉矩的影響下,進入同步狀態並沿來自轉子的方向旋轉將極的未屏蔽部分連接到短路轉向的屏蔽部分。

我有可逆電機,不是短路,而是使用四個繞組,它們位於每個分裂極的兩個部分,並且為了轉子可接受的旋轉方向,相應的繞組對被短路。

電抗磁滯同步電動機具有較大的尺寸和重量,其標稱功率不超過 12 μW,以非常低的功率因數運行,標稱效率不超過 0.01。

小功率同步電機

同步步進電機控制電脈衝被轉換成一個設定的旋轉角度,以離散的方式實現。它們有一個定子,在其磁路上有兩個或三個相同的空間位移線圈串聯連接到電源 以矩形脈衝的形式 可調頻率。在電流脈衝的作用下,定子的磁極分別被磁化為可變極性。定子繞組中電流方向的變化導致磁極的磁化相應反轉並建立新的相反極性。

步進電機的凸極轉子可以是有源的也可以是無源的。有源轉子具有直流勵磁線圈、滑環和電刷或具有交替極性的永磁體系統,而無源轉子則沒有勵磁線圈。

步進電機轉子上的極數是定子上極數的一半。定子繞組的每次切換都會旋轉電機產生的磁場,並使轉子同步移動一步。轉子的旋轉方向取決於施加到相應定子繞組的脈衝的極性。

另請閱讀: Selsyns:目的、裝置、作用原理

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