同步电机之永磁直流电动机的电枢反应

在电机学中，电机负载运行时电枢绕组电流产生的电枢磁动势对气隙磁场的影响称为电枢反应．但对于永磁电机，电枢磁动势不仅影响气隙磁场的分布与大小，而且影响永磁体的工作状态，使永磁体的工作点相应改变。影响的程度与磁极结构有很大关系。

5 . 1交轴电枢磁动势和电枢反应

图5一23a为一台理想化永磁直流电动机模型，电枢铁心表面无齿槽，导体在电枢铁心表面均匀连续分布，电枢绕组为整距，电刷位于几何中性线上。由于电枢绕组各支路中的电流是由电刷引入或引出的，电刷是电枢表面电流分布的分界线，因此电枢磁动势的轴线正好位于交轴（与磁极中心线正交的轴线，又叫叮轴）方向，为交轴电枢磁动势。图5一23b为从几何中性线处展开时交轴电枢磁动势的分布图。在距磁极中心线（即直轴，又叫d轴）x( cm）处交轴电枢磁动势（A 》的大小与x成正比，为。交轴电枢磁动势沿电枢表面作三角形波形分布，如图524所示在交轴处，即二一士r / 2，交轴电枢磁动势最大，其幅值F 。（A )为。

先分析磁极无极靴时（图5一23）的交轴电枢反应。在极弧部分，电枢反应磁场的磁通密度（T ) 在两极之间，由于空气的磁导率与永磁体磁导率很接近，因此磁通密度B，并不急剧减小，仍随x增大而上升，只是由于空气磁导率比永滋体稍低，尽，的增长要稍缓慢一些。图5-24示出交轴电枢磁动势和磁场的分布，由图可见，永磁直流电动机的交轴电枢反应磁场分布为近似三角形而不是马鞍形，其最大磁通密度发生在交轴上。这也是永磁直流电动机交轴电枢反应区别于电励磁电机的一个特点电枢齿夫饱和时，整个磁路系统为线性，气隙磁场B可由电枢反应磁场凡，和主极磁场B 。应用叠加原理得到，见图5一24 。由图可见，交轴电枢反应使每个极下的磁场波形发生扭曲，在半边磁极下增磁，在另半边磁极下去磁。由于磁路为线性，增磁量和去磁量相等，因此一个极下总磁通量不变。当电枢齿饱和时，一半极下增磁的效应要比另一半极下去磁的效应弱一些，使一个极下的总磁通量有所减少，表现出一定的去磁效应。但对无极靴的永磁直流电动机而言，电枢反应磁场要经过磁导率接近空气的永磁体，对气隙磁场的去磁效应并不大，而且准确计算很困难，通常不予考虑。交轴电枢磁动势对气隙磁场的作用主要是使气隙磁场的分布发生畸变，对换向不利。

    无极靴时交轴电枢磁动势直接作用在产判灶，特别是产少生去磁效应一侧的磁极极尖处，交轴电枢磁动势最大，容易使永磁体产生不可逆退磁。因此，需要进行最大去磁时工作点的校核计算。在磁极有软铁极靴且足够厚时，交轴电枢反应磁通经极靴闭合（见图525 )，对永磁体基本上无影响，只对气隙磁场有影响，引起气隙磁场畸变和去磁效应。

5 . 2直轴电枢磁动势和电枢反应

实际电机中，为了改善换向或产生串励性能，电刷常常要离开几何中性线某一角度卢，相当于沿电枢表面离开几何中性线句距离。此时电枢磁动势可视为由两部分电流产生（如图5一26所示）：一部分是（r一Zb户范围内的导体电流，产生交轴电枢磁动势（A／极），其幅值。作用于永磁磁极不同位置的交轴电枢磁动势的大小是不同的，对于无极靴的瓦片形磁极，在磁极中心线处为。；在磁极极尖处最大，为F，外r / ( r一2b妇。另一部分为2好范围内的导体电流产生的电枢磁动势，其轴线与磁极中心线（d轴）重合，为直轴电枢磁动势（A／极），其幅值。如果电机不运行在突然堵转、突然反转状态时则无此项去滋磁动势．装配过程中电刷有可能偏移几何中性线或设计规定位置，一般认为偏移量．偏移方向是随机的，为可靠起见，可按去磁计算，即。