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永磁微电机的低温恒定阻力矩与改善

时间:2016-2-27 10:11:00   来源:中国电机网   添加人:admin

  微电机在生活中的应用日趋广泛,己渗透到生活的方方面面,其中以微型永磁直流电机(PMDC)用量最大。PMDC具有结构简单、体积小、用铜量少、效率高等特点,在汽车工业中深受欢迎。

  汽车电机应用环境一般比较苛刻,其实际使用度并不是在常温下,而是在高/低温下;如电机经常堵转引起的高温升,电机被包裹在导热不良塑料件中导致的热积累,在篼温或严寒气候条件下使用汽车等。因此汽车电机必须能经受住高低温考验,一般是-40°C在实际应用中客户却比较关注电机的高低温表现,如低温起动、低温噪声、高低温性能变化、耐热冲击性能、耐高低温存储性、温升控制保护等。

  本文重点对低温下电机起动阻力矩的增大现象起动电压(V)起动电流(A)起动电压(V)起动电流(A)正转反转正转反转正转反转正转反转3低温起动阻力矩增大原因对电机的结构进行分析可知,空载静阻力矩T由两部分组成:机械静摩擦力矩Tm和齿槽定位转矩几,即TfTVtT……

  由前面知,低温下空载静阻力矩发生了变化。在某型号电机上分别测试这种变化的大小,数据如下表2.其中摩擦力矩的试验方法是将永磁体不充磁,然后测量。

  表2低温和常温摩擦力矩/总阻力矩比较由表2数据可知:1)低温下的总静阻力矩比常温下大许多;2)在总静阻力矩中,齿槽定位转矩比摩擦力矩大得多,即总静阻力矩主要是由齿槽定位转矩引起的:3)低温下增加的主要是齿槽定位转矩。

  齿槽定位力矩是齿槽式永磁电机固有的现象,是PMDC性能的一个重要参数,在此类电机中,齿槽定位力矩是因为转子有一种沿着某特定方向使其齿与定子(永磁体)对齐的趋势,由此趋势会产生一种振荡转矩。齿槽转矩的产生来自于转子齿与定子永磁体之间的切向力,是转子齿槽与永磁体定子相互作用的结果。

  3.1温度对磁力的影响温度对磁力的影响主要与永磁体的热稳定性有关I".热稳定性是指永磁体由于所处环境温度改变而引起的磁性能变化程度。又称温度稳定性。当永磁体的环境温度从t升到tl时,磁密从B0降到Bl:当温度从回到to时,磁密回升到B‘,而不是B0.以后当温度在知和“间变化时,磁密在氏’和氐间变化3.2度对极弧系数的影响极弧系数对Tj也有影响。许多研究表明121,极弧系数对Tc有一个最佳值存在,在此最佳值下Tq最小,大于或小于此值T都会变大。根据资料,PMDC的T在130到180极弧内随极弧的增大而变大。本厂实际使用的极弧正在此范围内。

  在本厂许多充磁方,出于某些特定的原因,有时会故意在充磁时使永磁体特定区域(大部分是永磁体圆周方向的边界区域)充磁不饱和。例如S1充磁方式,其典型的磁密分布波形如,从图中可以看出:永磁体中间饱和度最高,往边界方向饱和度越来越小。也就是说存在不饱和区域。在低温下,不饱和区的Br就会增大,从而相对地增加了计算极弧宽八S1充磁的磁密分布波形3.3低温对齿槽定位力矩的影响齿槽定位力矩与永磁体剩余磁感应强度或厚度Lm有关。IEEE杜红军等。永磁式电机齿槽定位转矩分析。微特电机,