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深圳市東么川伺服控制技術(shù)有限公司
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東么川電機簡述永磁電機的磁路結(jié)構(gòu)
發(fā)布時間：2018-02-11 06:50:19
東么川電機簡述永磁電機的磁路結(jié)構(gòu)
永磁電機與電勵磁電機的電樞結(jié)構(gòu)相同，主要區(qū)別在于前者的磁極為永磁體。永磁電機磁路的形式多種多樣，有許多不同的分類方法。下面東么川電機為大家介紹下永磁電機的磁路結(jié)構(gòu)
1.按永磁體所在的位置分類
按永磁體所在的位置不同，可分為旋轉(zhuǎn)磁極式和旋轉(zhuǎn)電樞式，如圖3一3所示。圖3一3( a)為旋轉(zhuǎn)磁極式磁路結(jié)構(gòu)，永磁體在轉(zhuǎn)子上，電樞是靜止的，永磁同步電動機、無刷直流電動機都采用該種結(jié)構(gòu);圖3一3 ( b)為旋轉(zhuǎn)電樞式磁路結(jié)構(gòu)，其永磁體在定子上，電樞旋轉(zhuǎn)，永磁直流電機采用該種結(jié)構(gòu)。
2.按所使用的永磁材料種類多少分類
根據(jù)電機中永磁材料種類的多少，可分為單一式結(jié)構(gòu)和混合式結(jié)構(gòu)。在一臺電機中，只采用一種永磁材料，稱為單一式結(jié)構(gòu)，絕大多數(shù)電機都采用該種結(jié)構(gòu)。若同一臺電機中采用兩種或兩種以上永永磁材料，則稱為混合式結(jié)構(gòu)。混合式結(jié)構(gòu)通常采用兩種性能特點不同的永磁體，揚長避短，充分發(fā)揮永磁材料的優(yōu)勢，提高電機的性能，降低制造成本。
為永磁直流電動機中的混合式磁極結(jié)構(gòu)，將矯頑力低的永磁體1(如鐵氧體)置于磁極的前部，將矯頑力高的永磁體2(如欽鐵硼)置于磁極的后部。
3.按永磁體安置方式分類
按永磁體安置的方式不同，可分為表面式和內(nèi)置式，如圖3一5所示。表面式磁極的永磁體直接面對空氣隙，具有加工和安裝方便的優(yōu)點，但永磁體直接承受電樞反應的去磁作用;內(nèi)置式磁極的永磁體置于鐵心內(nèi)部，加工和安裝工藝復雜，漏磁大，但可以放置較多的永磁體以提高氣隙磁密、減小電機的重量和體積。
4.按永磁體的形狀分類
進行永磁體設計時，必須保證永磁體在磁路中產(chǎn)生足夠的磁通和磁動勢，若所采用的永磁材料不同，則永磁體的形狀也不同。鋁鎳鉆剩磁密度高、矯頑力小，通常做成細長的形狀;鐵氧體和稀土永磁材料矯頑力大，由于其相對回復磁導率接近1，磁阻大，當充磁方向長度增加到一定程度后，繼續(xù)增大充磁方向長度，永磁體對外提供的磁通增加很少，因此通常采用扁平結(jié)構(gòu)。根據(jù)永磁體的形狀不同，可分為瓦片形磁極、弧形磁極、環(huán)形磁極、爪極式磁極、星形磁極和矩形磁極。
( 1)瓦片形磁極。在永磁電機中，瓦片形磁極應用廣泛。瓦片形磁極通常有同心瓦片形磁極和等半徑瓦片形磁極兩種，如圖3一6所示。由于燒結(jié)欽鐵硼材料的毛坯為長方體，一般采用線切割方法加工，同心瓦片形磁極的材料利用率較低，一般為40%一50%。采用等半徑瓦片形磁極結(jié)構(gòu)，既可提高材料利用率，又可降低線切割加工費用，永磁體材料利用率可提高到80%。
( 2)弧形磁極。弧形磁極構(gòu)成的磁路系統(tǒng)如圖3一7所示。這種磁極為圓弧形，沿著圓弧方向充磁，其特點是每極的磁通由兩塊永磁體并聯(lián)提供，充磁方向長度大，適合于鋁鎳鉆永磁。
( 3)環(huán)形磁極。環(huán)形磁極如圖3一8所示，為一整體的圓環(huán)，具有結(jié)構(gòu)簡單、加工和裝配方便等優(yōu)點，在永磁直流電機中應用廣泛。其主要缺點是材料利用率低，在幾何中性線上存在磁場，不利于永磁直流電機的換向。
( 4)爪極式磁極。永磁爪極式磁極是由一個永磁體環(huán)和兩個帶爪的法蘭盤組成的，永磁體環(huán)軸向充磁，法蘭盤通常用低碳鋼制成或用鋼板沖制而成，上有均勻分布的爪，爪數(shù)等于極對數(shù)，如圖3一9所示。永磁體和兩個法蘭盤套在轉(zhuǎn)子軸上，兩個法蘭盤的爪交替錯開半個爪距，兩個法蘭盤上的爪分別為N 、 S極。為了避免磁通通過轉(zhuǎn)軸閉合，一般采用非磁性軸或在磁性軸上加隔磁銅套。當磁極的軸向長度較大時，為保證爪極的機械強度，往往做成雙爪極或多爪極式。爪極式磁極的特點是：永磁體加工裝配簡單，磁化均勻。交軸電樞反應沿爪極閉合，永磁體抗去磁能力強，但爪極制造復雜，磁極損耗大。
( 5)星形磁極。星形磁極結(jié)構(gòu)如圖3一10所示，結(jié)構(gòu)比較復雜，采用直接澆鑄的方法，極間部分采用非磁性材料(如鋁合金)澆鑄，可以提高其強度并具有阻尼作用。其優(yōu)點是制造和裝配工藝簡單，但充磁困難，磁化不均勻。
( 6)矩形磁極。矩形磁極由一塊或幾塊矩形永磁體組成，矩形永磁體結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、材料利用率高，如內(nèi)置式永磁同步電動機通常采用矩形永磁體。在設計永磁體的形狀時，應避免矩形永磁體的長度與厚度之比在20以上，鐵氧體的厚度必須大于2mm 。
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