同步电机之关于轴向励磁低速永磁同步电动机

    6 . 6 . 1结构、原理与应用

1．结构特点

低速同步电动机可分为磁阻式和励磁式两种。磁阻式低速同步电动机的定子绕组可分为两相或三相绕组，转子铁心有开口槽，但不放绕组。定、转子铁心均用硅钢片叠成，转子也可以是实心结构。

励磁式低速同步电动机根据励磁方式的不同，又可以分为电励磁式和永磁式两种。电励磁时可以把励磁绕组放在定子铁心中间，也可以放在端盖内侧的凸台上。这种电动机需要直流励磁电源，因此电动机结构复杂，只适用于较大容量的特殊使用场合。轴向励磁式低速永磁同步电动机不需要直流励磁电源及励磁绕组，使结构大为简化，轴向励磁永磁低速同步电动机一般作成如图6一16所示的结构。定子绕组为两相或三相绕组，定子铁心由硅钢片叠成，内圆有开口槽，转子中间有一段轴向磁化的永磁体，它可以用铁氧体、铝镍钻和稀土永磁材料。但应用铝镍钻永磁材料的性能较佳。

永磁体两端各装一段用电工纯铁制造或用硅钢片叠成的转子磁扼。磁扼表面铣有开口槽，两个磁辆相互错开半个转子齿距。永磁体产生的励磁磁通的路径：由永磁体N极（图中在左端）＊左端转子磁扼一气隙一定子铁心左端、定子铁心右端一气隙一右端转子磁扼一永磁体S极。励磁磁通在每一个气隙圆周上都是同方向通过气隙，作用在气隙的磁动势是同极性的，但作用在左端气隙中的磁动势与作用在右端气隙中的磁动势方向相反。为了提高电动机输出功率，转子可以作成两段永磁体并联结构，电动机机壳用非磁性材或磁性材料制成。为减少漏磁，转轴一般用非磁性材料。如用磁性材料时，在转轴与铁心之间应放隔磁套。

2．轴向励磁永磁低速同步电动机的工作原理

低速同步电动机是利用定、转子表面开槽引起气隙磁通在空间分布发生变化的原理进行工作的。为了说明这种电动机的工作原理，首先要了解定、转子表面开槽时气隙磁导的变化规律。假定定子开口槽数口，= 12，转子开口槽数认= 14 。如果在某一瞬间，转子的位置正好使定子齿1和7的中心线与转子齿1和8的中心线相重合，则定子齿4和10的中心线与转子槽中心线重合，如图6一17a所示。此时，对应定子齿1和7的气隙中气隙磁导最大，对应定子齿4和10的气隙中气隙磁导最小，其他定子齿气隙中，由于定、转子齿逐渐错开，气隙磁导逐渐变化，忽略高次谐波，假定气隙磁导沿气隙圆周按正弦规律变化，其变化规律如图6一17 。所示。为描述气隙圆周上各点磁导的变化情况，引人单位面积气隙磁导的概念，称为气隙比磁导，用A 。表示。气隙圆周上任意点x的气隙比磁导A 。（x）定义为该点气隙磁感应强度B : ( x）与气隙磁动势F ( x )的比值：。

    当转子由图6一17a位置转过角度（定子齿距角与转子齿距角之差）时，定子齿2和8的中心线正好与转子齿2和9的中心线重合，相应气隙中比磁导最大；而定子齿5和n与转子槽中心线重合相应气隙中比磁导最小，如图6一17b所示。可见，当转子转过角度时，气隙比磁导沿转子转向转过2二／Q，角度（一个定子齿距角），气隙比磁导波在空间转过的角度是转子转过角度的倍。当转子以。角速度旋转时，气隙比磁导波便以认。角速度旋转，即气隙比磁导波在空间的转速是转子转速的倍。从图6一17 。可见，当QZ一口，= 2时，气隙比磁导波在气隙圆周上的分布变化2个周期。可以证明，在一般情况下，气隙比磁导在气隙圆周分布的周期为定转子开口槽数之差，即。