2／8極雙速內(nèi)轉(zhuǎn)子式磁滯同步電動機設(shè)計特點
張亞琳(南京微分電機廠210009
1 引 言
磁滯同步電動機結(jié)構(gòu)簡單，能自行起動，并具有轉(zhuǎn)速恒定、起動電流小和幾乎無噪聲等優(yōu)點。雙速磁滯電動機除了具有上述優(yōu)點外，在變極恒定調(diào)速中還有調(diào)速費用低、工作可靠等特點，因而被廣泛應(yīng)用。
由于磁滯同步電動機轉(zhuǎn)子有效層相對厚度與極對數(shù)成反比，或者說轉(zhuǎn)子磁通密度與極對數(shù)成反比，故雙速磁滯同步電動機的兩種轉(zhuǎn)速倍數(shù)一般不超過2倍。即2／4極、4／8極、4／6極。因此，磁滯同步電動機變速范圍較小。
為了使磁滯同步電動機性能更加完善，我廠于1994年10月開始研制了轉(zhuǎn)速倍數(shù)為4倍的2／8極雙速內(nèi)轉(zhuǎn)子式磁滯同步電動機(亦稱2／8極磁滯電動機)，取得了令人滿意的結(jié)果。
本文結(jié)合研制實例，介紹2／8極磁滯電動機的設(shè)計特點。
2轉(zhuǎn)子有效層相對厚度β的選擇
所試制的2／8極磁滯同步電動機的轉(zhuǎn)子采用的是非磁性襯套內(nèi)轉(zhuǎn)子，如附圖所示。
磁鋼有效層相對厚度：
β=r1/r2
β值的大小取決于磁鋼的厚度，是2／8極磁滯同步電動機的關(guān)鍵。
為選擇一個較佳的β值，可從以下三個方面考慮。
2．1平均橢圓系數(shù)kcp≤o.2
引入一個系數(shù)——橢圓系數(shù)k，其含義是，轉(zhuǎn)子磁鋼在反復(fù)磁化過程中，當(dāng)磁場移過兩個極距時，轉(zhuǎn)子r層上每一點的磁通密度變化一個周期，即從最小值到****值，所以在轉(zhuǎn)子每一層上磁場的橢圓度用橢圓系數(shù)k描述。
橢圓系數(shù)k與轉(zhuǎn)子層的位置關(guān)系極大，如附圖所示，在靠近定子的轉(zhuǎn)子表面上r=r2，橢圓系數(shù)k獲得****值，即為圓形，在r=r1上，橢圓系數(shù)k最小，等于零。
轉(zhuǎn)子中磁通密度沿深度的分布很不均勻，磁場分布的不均勻性隨轉(zhuǎn)子有效層相對厚度的增加和極對數(shù)的增加而增大，平均橢圓系數(shù)可用下式計算：
式中p——極對數(shù)
當(dāng)kcp≤0．2時磁滯同步電動機可滿足于同步要求。
利用式(1)，從kcp≤o．2的條件出發(fā)，可導(dǎo)出下式：
將2／8極磁滯電動機的極對數(shù)分別代入式(2)，可求得：
當(dāng)p=1時，β≥0．67
當(dāng)p=4時，β≥0．905
因此，在設(shè)計時，可以初步設(shè)定β值為0．905，均能滿足兩個極數(shù)時的要求。
2．2 β值應(yīng)使氣隙磁密br和轉(zhuǎn)子磁密br相協(xié)調(diào)
在其他條件相同的情況下，轉(zhuǎn)子有效層的相對厚度取決于轉(zhuǎn)子磁通密度br，在氣隙磁密島給定時，可通過改變β值而得到任何需要的轉(zhuǎn)子磁密度br，在調(diào)整β值時，應(yīng)注意使bδ和br值在兩種極對數(shù)時相協(xié)調(diào)。
轉(zhuǎn)子有效層還與極對數(shù)p成反比，極對數(shù)p越小，轉(zhuǎn)子磁密br越大。
在給定bδ和br．的情況下，已知極對數(shù)p，轉(zhuǎn)子相對厚度β也可由下式求得：
式中 σ——漏磁系數(shù)，一般為1．05～1．15利用式(3)，在設(shè)計中，取bδ值為：
當(dāng)p為4時：bδ=o．353t，此時用計算機求得的br值為o．529t。
改變單繞組的接線方法，使p為1時，bδ=o．19t，此時由計算機求得的br值為1．1573t。
取σ為1．08。
將以上bδ、br、σ代入式(3)求得：
當(dāng)p為一對極時：β=0．845
當(dāng)p為4對極時：β=0．845
由式(3)求得的β值與由式(2)求得的β值基本吻合，并且2／8極磁鋼厚度可以一樣。
2．3工藝制造與通用化程度
由求得的β值可知，若要滿足所有條件時，β值應(yīng)該取0．905，但是，從制造工藝上考慮，β值為0．905時，轉(zhuǎn)子磁鋼的壁厚僅有1．2mm，加工難度大，考慮到我廠現(xiàn)有的磁鋼，有β值為0．848的，與理論計算的結(jié) |
