微型同步電動(dòng)機(jī)與交流同步電動(dòng)機(jī)一樣．轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速恒為同步轉(zhuǎn)速。，使用在轉(zhuǎn)速要求恒定的裝置中，如電唱機(jī)、錄音機(jī)、電視設(shè)備、電鐘、時(shí)間機(jī)構(gòu)、記錄儀表裝置，陀螺儀等。
微型同步電動(dòng)機(jī)定子結(jié)構(gòu)與異步電動(dòng)機(jī)定子一樣，有單相的，也有三相的。
釘子繞組懂點(diǎn)后建立氣隙旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)。轉(zhuǎn)子的極數(shù)與定子極數(shù)相同，依據(jù)轉(zhuǎn)子不同的類(lèi)型，微型同步電動(dòng)機(jī)分成永磁式、反應(yīng)式和磁滯式等。
1 永磁式微型同步電動(dòng)機(jī)永磁式微型同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是一個(gè)****磁鐵，N、S極沿著圓周方向交替 排列。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子產(chǎn)生轉(zhuǎn)速為m的旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)，轉(zhuǎn)子則以m轉(zhuǎn)速隨之同步旋轉(zhuǎn)，圖5．1所示為永磁式微型同步電動(dòng)機(jī)永磁轉(zhuǎn)子，其中1為****磁鐵，2為啟動(dòng)繞組。
轉(zhuǎn)子****磁鐵磁力線與定子磁力線的夾角為θ，永磁式微型同步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩大小與sinθ成正比。當(dāng)θ=0°時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T=O；當(dāng)θ=90。時(shí)．T=Tmax，T-θ曲線為正弦曲線永磁式微型同步電動(dòng)機(jī)采用異步啟動(dòng)．即在轉(zhuǎn)子上裝上鼠籠啟動(dòng)繞組，在啟動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)。待到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速n、旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)與轉(zhuǎn)子相對(duì)速度很小時(shí)．轉(zhuǎn)子被牽入同步．轉(zhuǎn)速升到n。在同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，鼠籠繞組不再起作用。
2 .反應(yīng)式微型同步電動(dòng)機(jī)反應(yīng)式微型同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由鐵磁材料制成，其縱軸與橫軸方向的磁阻大小相差比較多，縱軸方向的磁阻最�。畽M軸方向的磁阻****，縱軸與橫軸相差90°空間電角度�？v軸與定子磁極軸線夾角為θ，規(guī)定轉(zhuǎn)子縱軸逆時(shí)針?lè)较?***定子磁極軸線時(shí)，θ為正。
轉(zhuǎn)子處于磁場(chǎng)中．其縱軸與橫軸磁阻不對(duì)稱時(shí)，磁通必然要走磁阻最小的路徑。圖5．2所示為轉(zhuǎn)子位置不同時(shí)磁通路徑的幾種情況。在磁場(chǎng)中，轉(zhuǎn)子受力。
由于磁通的路徑不同，轉(zhuǎn)子受力的大小與方向也都不同，規(guī)定轉(zhuǎn)矩的逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?BR> 分析磁場(chǎng)力的方向可以采用電磁場(chǎng)課程中所講的法拉第力線的看法．形象的比喻就是把每根磁力線都看成為被拉長(zhǎng)的橡皮筋，它有縱向收縮、橫向擴(kuò)張的趨勢(shì)，由此對(duì)磁場(chǎng)中的導(dǎo)體或鐵磁體產(chǎn)生力的作用．即磁場(chǎng)力。按照這個(gè)方法，圖5．2(a)中，O°<目<90°時(shí)．定子與轉(zhuǎn)子之問(wèn)的磁力線都有縱向收縮的趨勢(shì)，因此磁力線連著的定子和轉(zhuǎn)子沿著磁力線方向互相吸引，也就是轉(zhuǎn)子受到電磁轉(zhuǎn)矩丁的作用，方向?yàn)轫槙r(shí)針．按照正方向規(guī)定，T<0。同理，圖5．2(b)中，θ=O°，被磁力線連著的定子和轉(zhuǎn)子互相吸引的電磁力方向在轉(zhuǎn)子縱軸上，因此 轉(zhuǎn)矩T一0。不言而喻．圖5．2(c)中， 90°<θ<0°，T>0；圖5·2(d)中-，θ=90。，T、=0。這種由于轉(zhuǎn)子橫、縱軸磁阻不對(duì)稱而使轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中受到轉(zhuǎn)矩的作用，該轉(zhuǎn)矩稱為反應(yīng)轉(zhuǎn)矩，或稱為磁阻轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩即為凸極同步電動(dòng)機(jī)的凸極電磁轉(zhuǎn)矩。
由于反應(yīng)轉(zhuǎn)矩的存在，定子磁通勢(shì)若以同步轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子也隨之同步旋轉(zhuǎn)。反應(yīng)式微型同步電動(dòng)機(jī)以n轉(zhuǎn)速負(fù)載運(yùn)行時(shí)，其T一TL，也就是說(shuō)θ的大小由負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL決定。
反應(yīng)式微型同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上也裝有鼠籠繞組，用來(lái)啟動(dòng)。同時(shí)鼠籠繞組還可以作為阻尼繞組，消除轉(zhuǎn)子的振蕩。圖5．3所示為不同形式的轉(zhuǎn)子沖片，沖片上的小圓孔內(nèi)系裝鼠籠條。
3. 磁滯式微型同步電動(dòng)機(jī)磁滯式同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由硬磁材料制造。
硬磁材料的磁滯現(xiàn)象非常顯著，其磁滯回線寬、剩磁與矯頑力數(shù)值很大，反 映出硬磁材料化時(shí)，阻礙磁分子運(yùn)行的相互間摩擦力甚大。鐵磁材料在交變磁化時(shí)，磁滯現(xiàn)象表現(xiàn)為B滯后于H一個(gè)時(shí)間角，如圖5．4所示。磁滯式同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，是處于旋轉(zhuǎn)磁化狀態(tài)，磁滯現(xiàn)象表現(xiàn)為鐵磁材料的磁通勢(shì)滯后于外磁通勢(shì)一個(gè)空間角，具體分析如下：
圖5．4中電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)硬磁材料的實(shí)心轉(zhuǎn)子，大小不變的定子磁通勢(shì)在空間固定方向，轉(zhuǎn)子處于恒定磁化狀態(tài)。轉(zhuǎn)子上的磁分子沿定子磁通勢(shì)方向排列，轉(zhuǎn)子總磁通勢(shì)F與定子磁通φ方向一致，轉(zhuǎn)子受轉(zhuǎn)矩T—O。若定子磁通勢(shì)逆時(shí)針?lè)较蛟诳臻g旋轉(zhuǎn)，如圖5．4(b)所示，轉(zhuǎn)子處于旋轉(zhuǎn)磁化狀態(tài)，其上的磁分子都不停地改變方向，以使其磁通勢(shì)的方向與定子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的方向一致．但是磁分子旋轉(zhuǎn)時(shí)彼此甚大的摩擦力，使得它們不能及時(shí)跟上定子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的速度，而始終落后一個(gè)空間角度θc，這就是轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)F與定子磁通西的空間夾角，稱作磁滯角。旋轉(zhuǎn)磁化時(shí)由于磁滯角存在，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩Tt≠O，是逆時(shí)針?lè)较颍Q為磁滯轉(zhuǎn)矩。磁滯式同步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子之所以能隨定子旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)旋轉(zhuǎn)并達(dá)到同步轉(zhuǎn)速n，其原因就在于磁滯轉(zhuǎn)矩的存在。磁滯式同步電動(dòng)機(jī)中，磁滯角θc的大小只取決于硬磁材料的磁化特性，與旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。當(dāng)φ一定時(shí)．在O～n范圍內(nèi)，θc與Tc都為常數(shù)。磁滯式同步電動(dòng)機(jī)可以自行啟動(dòng)，而且轉(zhuǎn)矩大，這是它的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速到達(dá)n同步運(yùn)行以后，旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)與轉(zhuǎn)子之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子也從旋轉(zhuǎn)磁化變?yōu)楹愣ù呕�，成為一個(gè)****磁鐵，帶的負(fù)載大小可以從O到Tc定子磁通勢(shì)與轉(zhuǎn)子磁通勢(shì)夾角θ相應(yīng)地從0到θc。
磁滯式同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子多數(shù)采用環(huán)形硬磁材料，可用沖片疊壓而成，也可用整塊鑄造而成．里面有套筒，如圖5．5(a)所示。套筒可由非磁性材料制成， 轉(zhuǎn)子磁路如圖5．5(b)所示；套筒也可由磁性材料制成．轉(zhuǎn)子磁路如圖5．5(c)聽(tīng)示。無(wú)論是哪一種套筒．磁通都必經(jīng)硬磁材料的有效環(huán)。
功率較小的磁滯電動(dòng)機(jī)，定子可以采用罩極結(jié)構(gòu)，與罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)的定子一樣。轉(zhuǎn)子則可由硬材料的薄片組成．薄片的形狀還可以是磁路不對(duì)稱的，即有縱軸與橫軸之分。這樣運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)矩既有磁滯轉(zhuǎn)矩又有反應(yīng)轉(zhuǎn)矩。電鐘里常常采用罩極式磁滯電動(dòng)機(jī)。
上面所述的永磁式同步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)除用鼠籠繞組產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩以外，也可以采用轉(zhuǎn)子上裝上硬磁材料的圓環(huán)，既產(chǎn)生較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又增加運(yùn)行時(shí)的同步轉(zhuǎn)矩。
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