單相漏磁制動(dòng)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩實(shí)驗(yàn)
鮑荷琴（浙江溫嶺微型電機(jī)廠）
1概述
單相漏磁制動(dòng)電機(jī)是我廠專配德國(guó)西門(mén)子公司割草機(jī)用的電機(jī)。這種電機(jī)是利用電機(jī)端部空間的漏磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁吸力使制動(dòng)盤(pán)吸合及釋放。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、動(dòng)作靈敏、制動(dòng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。這就要求電機(jī)必須具有一定的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩才能克服電機(jī)本身的靜制動(dòng)力矩（靜制動(dòng)力矩是指制動(dòng)盤(pán)與摩擦片之間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)所能傳遞的****轉(zhuǎn)矩）作帶刀輕負(fù)載起動(dòng)。在整個(gè)設(shè)計(jì)、試制、生產(chǎn)過(guò)程中，著重對(duì)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了測(cè)試。根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行了綜合性的研究和分析，提出了調(diào)整設(shè)計(jì)、改進(jìn)工藝的方法，使產(chǎn)品性能達(dá)到技術(shù)條件的要求和滿足用戶的需要。
2試驗(yàn)方法
單相電機(jī)不同予三相電機(jī)，因?yàn)閱蜗嚯姍C(jī)是單相繞組（此繞組為主繞組），產(chǎn)生的是脈振磁場(chǎng)。脈振磁場(chǎng)不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，所以也就不能起動(dòng)。為了使電動(dòng)機(jī)能自行起動(dòng)，在定子上需加一個(gè)輔助起動(dòng)繞組，稱為副繞組。但主、副繞組運(yùn)行時(shí)總是不對(duì)稱的，因而電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是橢圓形磁場(chǎng)（三相異步電動(dòng)機(jī)是一個(gè)圓形磁場(chǎng)）。因?yàn)閱蜗嚯妱?dòng)機(jī)磁場(chǎng)是橢圓形的，所以在各個(gè)位置上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是不同的，在某一位置上可能會(huì)產(chǎn)生死點(diǎn)或最小轉(zhuǎn)矩，因此我們?cè)诒篁?yàn)方法上必須要找出產(chǎn)生最小轉(zhuǎn)矩的最小點(diǎn)。根據(jù)力矩t=lf原理，采用了電子稱一杠桿測(cè)試法，如附圖所示。
試驗(yàn)時(shí)，先在定子繞組上施以低電壓，使堵轉(zhuǎn)電流接近額定電流。保持此電壓，固定機(jī)
座，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子產(chǎn)生位移，分別測(cè)出堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為最小、****的兩個(gè)位置，并各自做好標(biāo)記后斷開(kāi)電源。然后，分別在上述兩個(gè)位置上施以額定電壓值，測(cè)出堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，其間的均勻位置上再測(cè)3點(diǎn)，一共測(cè)5點(diǎn)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。
應(yīng)注意的是在測(cè)試過(guò)程中，必須保持定子繞組在同一溫度，否則電機(jī)一熱，最小轉(zhuǎn)矩點(diǎn)就不準(zhǔn)。在讀取額定電壓的轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)通電持續(xù)時(shí)間應(yīng)不超過(guò)5s，以免繞組過(guò)熱。
3試驗(yàn)結(jié)果分析
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩超差或不合格，其原因很多。對(duì)于新產(chǎn)品試制，要提高電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，一般可用以下幾種方法。
3.1減少定子繞組每槽匝數(shù)
適當(dāng)減少定子繞組的每槽匝數(shù)、縮短繞組節(jié)距，以減小電機(jī)的總電抗。電抗與定子匝數(shù)的平方成正比，匝數(shù)對(duì)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩影響很大。但減少繞組匝數(shù)會(huì)使電機(jī)功率因數(shù)降低，起動(dòng)電流增大。
3.2增大轉(zhuǎn)子槽斜度
增大轉(zhuǎn)子槽斜度能改善電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。以漏磁制動(dòng)電機(jī)yye-1.kw為例，測(cè)得一組數(shù)據(jù)，如表1所示。
1#、2#轉(zhuǎn)子槽斜度為1.0度，3#、4#槽斜度為1.3度，由上表數(shù)據(jù)可看出，轉(zhuǎn)子槽斜度為1.0度的電機(jī)，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最小值達(dá)不到要求(標(biāo)準(zhǔn)為不小于0. 65n. m)，且波動(dòng)幅度大；轉(zhuǎn)子槽斜度1.3度的電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩達(dá)到要求，且各點(diǎn)波動(dòng)幅度小。轉(zhuǎn)子槽斜度對(duì)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩影響較大，但槽斜度過(guò)大會(huì)降低電機(jī)的功率因數(shù)。
3.3更改轉(zhuǎn)子槽形
更改轉(zhuǎn)子槽形，利用電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的擠流效應(yīng)，增大轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻，減小轉(zhuǎn)子起動(dòng)時(shí)的槽漏抗，提高堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。
3.4增大氣隙
氣隙對(duì)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩也有影響。增大氣隙，減小差漏抗和諧波轉(zhuǎn)矩，增大起動(dòng)時(shí)槽口齒頂?shù)娘柡统潭�，減小槽漏抗。對(duì)于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨定、轉(zhuǎn)子相對(duì)位置不同而有較大變化的單相電機(jī)，增大氣隙還可削弱起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)。不過(guò)．氣隙過(guò)大會(huì)影響電機(jī)的力能指標(biāo)和溫升。
3.5減小轉(zhuǎn)子端環(huán)厚度
減小轉(zhuǎn)子端環(huán)厚度，增大轉(zhuǎn)子電阻，也可提高堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。我們對(duì)同一臺(tái)yye-1. 1kw電機(jī)測(cè)得數(shù)據(jù)，當(dāng)端環(huán)5mm時(shí)，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩丁-0. 604～1. 214n.m；當(dāng)端環(huán)3mm時(shí)，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩t=0. 84～1. 517n.m。試驗(yàn)結(jié)果表明，端環(huán)厚度對(duì)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩影響較大。
3.6工藝對(duì)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的影響
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的大小不但取決于電機(jī)的電磁參數(shù)——繞組結(jié)構(gòu)、槽配合、斜槽度、阻抗等，而且加工工藝對(duì)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩也有較大的影響。我廠漏磁制動(dòng)電機(jī)yye-1.1kw小批量試產(chǎn)時(shí)的抽試數(shù)據(jù)如表2所示。
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