【摘要】磁滯一磁阻電動(dòng)機(jī)可有效地同時(shí)利用磁滯效應(yīng)和磁阻效應(yīng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩，因此其性能優(yōu)于普通的磁滯電動(dòng)機(jī)。本文舉實(shí)例對(duì)比磁滯一磁阻電動(dòng)機(jī)和普通磁滯電動(dòng)機(jī)的額定運(yùn)行性能和失步點(diǎn)的性能，理論計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值比較接近。

    【敘詞】單相電機(jī)，磁阻電動(dòng)機(jī)，磁滯同步電動(dòng)機(jī)，穩(wěn)態(tài)特性，失步，比較

引  言

    磁滯電動(dòng)機(jī)是一種具有自起動(dòng)能力的同步電動(dòng)機(jī)，廣泛應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)鐘表機(jī)構(gòu)、音像設(shè)備、電報(bào)傳真機(jī)、記錄儀表，陀螺儀表和自動(dòng)化系統(tǒng)的小功率同步驅(qū)動(dòng)裝置中。磁滯電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是由轉(zhuǎn)子所采用的未事先充磁的硬磁材料的磁滯效應(yīng)產(chǎn)生的，****轉(zhuǎn)矩就是磁滯轉(zhuǎn)矩，它取決于轉(zhuǎn)子材料的磁滯回線(xiàn)的面積。激磁一定，普通磁滯電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩從起動(dòng)到同步速是恒定的，因此它的牽入同步轉(zhuǎn)矩較大，起動(dòng)性能良好。如負(fù)載轉(zhuǎn)矩不超過(guò)****磁滯轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)將穩(wěn)定同步運(yùn)行，其功率角將隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩而變化，但不能超過(guò)磁滯角。然而它的牽出同步轉(zhuǎn)矩（失步轉(zhuǎn)矩）卻不大，理論上等于滿(mǎn)載轉(zhuǎn)矩。

    另一方面，普通磁阻電動(dòng)機(jī)雖無(wú)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，牽入同步轉(zhuǎn)矩也較小，但其失步轄矩較大，在功率角p =45度電角度時(shí)，達(dá)****同步轉(zhuǎn)矩。因此，為了全面提高同步電動(dòng)機(jī)的牽人和牽出同步轉(zhuǎn)矩，獲得****性能，可將這二種電動(dòng)機(jī)結(jié)合起來(lái)，制成磁滯一磁阻電動(dòng)機(jī)，又稱(chēng)反應(yīng)式磁滯電動(dòng)機(jī)。在這種組合型同步電動(dòng)機(jī)中，可有效地同時(shí)利用磁滯效應(yīng)和磁阻效應(yīng)。

 

    磁滯電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子一般都由鐵鈷釩(fe-co-v)或鐵鈷鉬(fe-co-mo)合金制成圓筒形，如將它的轉(zhuǎn)子制成凸極形，即相差90度電角度的軸上磁阻不同，則該電動(dòng)機(jī)還能產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，與其磁滯轉(zhuǎn)矩迭加。在低于同步速運(yùn)行時(shí)，磁阻轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步增大了牽入同步轉(zhuǎn)矩；在轉(zhuǎn)子達(dá)到同步速運(yùn)行時(shí)，合成的****同步轉(zhuǎn)矩是磁滯效應(yīng)和磁阻效應(yīng)共同產(chǎn)生的，因此它的失步轉(zhuǎn)矩增大，其它性能也有所改善。

    早在1916年，蘇聯(lián)制造的c皿型單相罩極同步電動(dòng)機(jī)就是這種電動(dòng)機(jī)的雛型。70年代磁滯一磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，大都是將轉(zhuǎn)子外圓磨出平面或在轉(zhuǎn)子外表面開(kāi)對(duì)稱(chēng)的小槽，平面數(shù)或小槽數(shù)等于電動(dòng)機(jī)的極數(shù)。顯然，這將造成氣隙不均勻，引起氣隙磁阻的脈動(dòng)，產(chǎn)生齒諧波，從而導(dǎo)致附加損耗和電磁噪聲增大。本文介紹一種均勻氣隙的單相磁滯一磁阻電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并舉實(shí)例對(duì)比磁阻一磁滯電動(dòng)機(jī)和普通磁滯電劫機(jī)的額定運(yùn)行性能和失步點(diǎn)的性能。

     均勻氣隙的單相磁滯一磁阻電動(dòng)機(jī)的單相磁滯一磁阻電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)特性原理線(xiàn)路和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。定子上有在空間正交的主、副二繞組ma，副繞組電路串接電容以獲得圓形磁場(chǎng)；轉(zhuǎn)子磁滯環(huán)1內(nèi)壁開(kāi)有4個(gè)對(duì)稱(chēng)的磁阻槽2，使其形成一個(gè)4極轉(zhuǎn)子，這樣，氣隙仍保持均勻不變。磁滯環(huán)套在非磁性軸套3的外面。

   

   以普通磁滯電動(dòng)機(jī)為例額定輸出功率p2n =80w，額定電壓ui=220v，頻率f=50hz，4極，單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)。

  定子數(shù)據(jù)：

  鐵心內(nèi)徑dil= 6.ocm

  鐵心長(zhǎng)度l =7.2cm

  槽數(shù)zi= 24

  每相串聯(lián)匝數(shù)w1=940匝

  線(xiàn)徑φ=0.47mm

  繞組型式，二相對(duì)稱(chēng)正弦繞組，分布如圖2所示。

  副相串接電容值c=6μf

  轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù)：

  磁滯環(huán)外經(jīng)d = 5.96cm

  磁滯環(huán)內(nèi)經(jīng)did= 4.5 0cm

  磁滯環(huán)長(zhǎng)度l= 7.2cm

    磁滯材料選用fe-co-mo系2j25型合金，該系材料熱處理穩(wěn)定，鍛件性能不變。工藝簡(jiǎn)單，且含鈷量較低，材料價(jià)格比較便宜，其磁性能為

    br= loooogs

    hc= 2000e