磁滞电动机
磁滞电动机是利用转子上产生的磁滞转矩起动和运行的小功率同步电动机。磁滞电动机具有结构简单、启动方便、噪音小等优点,但它的瞬态稳定性较差、效率低,在要求较低转速的场合下,需靠齿轮来减速。
基本信息
- 中文名
磁滞电动机
- 外文名
Hysteresis motor
- 属性
同步电动机
- 应用
120W以下转速恒定的场合
磁滞电动机的结构
铁磁材料中普遍存在磁滞现象,即磁通密度的变化滞后于磁场强度的变化。磁滞电动机就是一种利用磁滞性能良好的材料产生转矩的电动机。
磁滞电动机的定子结构和感应电动机相似,定子铁心由硅钢片叠压而成,上面冲有均匀分布的槽,用以放置绕组;绕组可以是三相,也可以是单相。单相磁滞电动机常采用电容器分相起动,在容量特别小时也有采用罩极结构实现起动的。
磁滞电动机的转子为光滑圆柱体,分内外两层,无任何绕组。内层为磁性或非磁性套筒,外层由磁滞材料制成,不预先充磁,结构如下图所示。常用的磁滞材料有铁钻钒系合金和铁钴钼系合金。
磁滞电动机的转子结构
磁滞电动机的工作原理
为了理解磁滞电动机的工作原理,先分析下图。图示为固定转子被可顺时针自由转动的N、S极包围。转子由高抗磁力的陶瓷材料组成。这是电阻接近绝缘体的永磁材料。所以转子中不可能产生涡流。
磁场转动使转子磁化,在转动N、s极下产生不同极性的磁极。实际上,旋转磁场不断调整转子中的磁畴。显然,磁畴每走过一个完整周期(或磁滞回线),磁场就完成一次完整旋转。因此转子中产生磁滞损耗,与磁滞回线的面积成比例。这些损耗使转子温度上升。
假定每次旋转的磁滞损耗为
焦耳,每分钟场旋转n次。转子每分钟的能量损耗为:
相应的功率(耗散在热量上的)为:
但是转子耗散的功率只能来自用于驱动N、S极的机械功率。这个功率为:
因为
,有
而
式中,T是施加在转子上的转矩(
);
是每转转子损耗的磁滞能量(J/r);6.28是常数(精确值是2π)。