稀土永磁同步电机之相关永磁直流电动机工作特性

    小功率永磁直流电动机工作性能通常是指当电压U = UN时，电枢电流入输出功率尸2 、电枢转速n 、电动机效率刀与输出转矩爪之间的关系为。

4 . 3 . 1电枢电流

电枢电流I与电磁转矩T 。成正比，即。

4 . 3 . 2转速特性

直流电动机电压方程式为。

4 . 3 . 3输出功率

由电机学可知，输出功率尸，为。

4 . 3 . 4效率

输出功率尸，与输人功率尸，之即为。

4 . 4三槽永磁直流电动机

4 . 4 . 1结构特点

由于结构简单、制造方便，三槽永磁直流电动机被广泛应用于汽车电器、家用电器、音像设备及电动玩具等方面。三槽永磁直流电动机是一种产量最大的永磁直流电动机，由于电动机结构简单，因而在电磁理论与性能等方面与其他多槽永磁直流电动机具有不同特点，值得深入研究和讨论。三槽永磁直流电动机结构如图4一7所示。

定子机壳一般是用钢板拉成，机壳内装圆筒形或瓦片形永磁体，目前永磁体绝大部分是用铁氧体，但也有的工厂逐渐研制NdFeB永磁的三槽永磁电动机，转子铁心为电枢，铁心是用硅钢片或无硅钢片叠成，冲片上有三个槽和三个齿，将三个绕组分别绕在三个齿上，每个绕组有两根引出线。大多数情况下三个绕组采用三角形联结（见图4一7a )，即三角形的三个顶点与三个换向片连接，并通过电刷与电源连接。在电压较高时，也可以采用星型联结，即三根引出线分别接到三个换向片上，而另外三个引线互相连接形成星形中点（见图4一7b）。为了减小换向火花的影响，有时在换向器旁还串接一个由压敏电阻组成的阻尼圈。在直流电动机中，为了得到恒定的电动势和转矩，每极电枢槽数至少应在8槽以上，但在三槽电动机中，由于槽数太少，这种电动机的电动势和转矩中均含有脉动分量使转速脉动，这种电动机转速的脉动除和电动机的设计与制造精度有关外，还和气隙磁感应强度分布有很大关系，即和永磁体充磁情况有很大关系。

4 . 4 . 2电枢反应

小功率永磁直流电动机电枢反应磁动势的轴线在空间是固定不动的，而三槽电动机电枢反应磁动势则是随着转子的转动在一定的范围内摆动。三槽电动机一般有两条支路，一条支路有一个绕组，另一条支路有两个绕组，其磁动势变化情况如图4一8所示。对于图4一sa中，当齿1刚从磁极轴线转过一点位置，即绕组1刚结束换向，这时绕组1和2居于一条支路，绕组3为另一支路，前一支路为后一支路电流的一半，三个绕组产生的磁动势F，、 FZ 、 F ,，及合成磁动势F 。如图所示，即在偏离q轴300方向上。随着转子的转动，F 。轴线也在转动，转子转过300方向，Fa转过300到叮轴位置（见图4一sb）。转子再转过300 , F，转到q轴另一侧300方向（见图4一8 。），此时绕组2换向，当换向结束时，绕组2的电流反向。绕组2 、 3为一条支路，绕组1为另一支路，这时F．、 FZ 、 F3，及F 。如图4一sd所示，F 。轴线位置与图4一8a相同。由上述分析可知，三槽电动机电枢磁动势F 。在q轴左右摆动，摆动的角度。600，其幅值为。