Гистерезисные микродвигатели

ЛЕКЦИЯ №13

Таким образом, усиление неравенства магнитных и индуктив­ных сопротивлений по осям d и q способствует увеличению основ­ной составляющей момента Мр [см. формулу (2.35)], но может вы­звать ухудшение энергетических и пусковых характеристик двига­теля. На практике у синхронных реактивных микродвигателей от­ношение ширины полюсной дуги ротора к полюсному делению вы­полняют примерно равным 0,5 – 0,6, а максимального воздушного зазора к минимальному – 10 – 12.

Рис. 2.33

Синхронные реактивные микродвигатели имеют невысокие энергетические показатели. Причиной низкого значения коэффици­ента мощности cos φ является то, что магнитный поток реактивно­го микродвигателя создается исключительно намагничивающим то­ком статора, который имеет индуктивный характер. Увеличению намагничивающего тока способствует повышенное сопротивление магнитной цепи из-за наличия впадин на роторе (R_Mq > R_Md). Соот­ветственно низок и к.п.д. реактивных двигателей из-за значитель­ных электрических потерь мощности в обмотке статора.

Синхронным гистерезисным на­зывают микродвигатель, вращающий момент которого возникает за счет гистерезиса при перемагничивании ротора. На рис. 2.33 по­казан гистерезисный микродвигатель Г-201: 1 – статор с двухфаз­ной обмоткой; 2 – ротор; 3 – подшипниковый щит.

Ротор гистерезисного двигателя делают сборным (рис. 2.34): 1 – кольцо из магнитотвердого материала; 2 – немагнитная или магнитомягкая втулка; 3 – вал. Для изготовления кольца 1 ис­пользуют материалы типа викаллоя и альни с широкой петлей гис­терезиса. Потери мощности на гистерезис в кольце 1 определяют, как будет показано далее, значение гистерезисного вращающего момента. При ограниченной мощности возбуждения оптимальное по намагничиванию использование магнитотвердого материала кольца и наилучшие энерге­тические показатели дости­гаются при определенном соотношении между толщи­ной кольца и диаметра ротора. Излишнее увеличение толщины кольца, сопровождаю­щееся уменьшением индукции, приводит к уменьшению потерь мощности на гистерезис и момента, а также перерасходу дорого­стоящего магнитотвердого материала.

Для выяснения природы гистерезисного момента рассмотрим физические процессы, происходящие в роторе описанной конструк­ции при асинхронном вращении, т.е. когда материал ротора не­прерывно перемагничивается (рис. 2.35). Будем считать, что оси м.д.с. F₁ и потока Φ₁ статора совпадают. В момент времени, ког­да вектор вращающегося магнитного потока статора Φ₁ занимает положение А (рис. 2.35, а), элементарные магнитики ротора ори­ентируются вдоль этого потока.