Концепт
Број зубаца ротора израчунава се према броју сегмената језгра статора и ротора корачног мотора. Број сегмената језгра статора и ротора подељен је на два типа: једностепени и вишестепени. Једностепени тип је да су статор и ротор комад гвозденог језгра. Пошто су намотаји сваке фазе равномерно распоређени у ободном правцу, он се такође назива радијалним подељеним типом. То је структура која се најчешће користи у корачним моторима и представља трофазни реакциони тип. Корачни мотор. Језгра статора и ротора су ламинирана силиконским челичним лимовима, полови статора су истакнути полови, а полови полова имају мале зупце. На статору се налазе три сета контролних намотаја, а сваки сет има две серије централизованих контролних намотаја, који су намотани на два дијаметрално супротна магнетна пола. Сваки скуп намотаја назива се фаза, а трофазни намотаји су повезани у облику звезде, тако да је број полова статора обично двоструко већи од броја фаза. На ротору нема намотаја, а по обиму су чак и мали зупци. Корак малих зубаца мора бити једнак нагибу малих зубаца на половима статора, а број зубаца ротора је ограничен. Предности ове структуре су једноставна израда, лака за обезбеђивање тачности, мањи углови корака и веће почетне и радне фреквенције. Недостатак је што када је пречник мотора мали, а број фаза велики, тешко је раздвојити фазе у радијалном правцу, потрошња енергије је велика, а нема обртног момента позиционирања када је струја искључена. .
Вишесекција је да су језгра статора и ротора подељена на м секција према броју фаза дуж осе мотора. Пошто су намотаји сваке фазе распоређени дуж аксијалног правца, назива се и аксијални подељени тип. Према структурним карактеристикама магнетног кола, постоје два типа: један је да је главно магнетно коло и даље радијално, а друго да главно магнетно коло садржи аксијални део. Структура вишесегментног радијалног магнетног кола корачног мотора, структура сваког сегмента је слична једносегментној радијалној фазној подељеној структури. Обично се сваки фазни намотај налази на сваком магнетном полу дела језгра статора. Број магнетних полова статора одређен је разумним разматрањем структуре и може бити једнак броју зубаца ротора највише. Обим језгра статора и ротора има уједначене мале зубе са сличним облицима зубаца и истим кораком. Број зубаца ротора је обично вишекратник броја полова статора. Свака два суседна сегмента језгра статора или језгра ротора су размакнута за 1/м корака дуж обима. Поред тога, на један сегмент језгра могу се поставити и двофазни или трофазни намотаји. Језгро статора или језгро ротора мора бити размакнуто за одговарајући корак зубаца за свака два суседна сегмента, што може повећати флексибилност производње мотора. Заједничка карактеристика структуре са више сегмената је да је процес сегментације језгра и дислокације сложенији, а тачност није лако гарантовати. Посебно за моторе са малим угловима корака, то је теже, али угао корака се може учинити веома малим, почетна и радна фреквенција је висока, стопа искоришћења простора статора аксијалног магнетног кола је висока, намотај за контролу прстена погодан је за навијање, а ротор Инерција је мала.
Анализа утицаја броја зубаца ротора на хармонијске карактеристике флукса комутационог мотора
У поређењу са електричним побуђеним мотором, мотор са перманентним магнетом нема намотај побуде, што чини цео мотор једноставним у структури и поузданим у раду. Побољшава, трошкови одржавања мотора су релативно ниски и нема губитка побуде. Мотори са трајним магнетом се широко користе у различитим областима индустрије због своје велике густине снаге.
Постојећи мотори са трајним магнетима су углавном роторске трајне магнетне структуре, а трајни магнети су сви површински постављени или уграђени структуре, које се ротирају заједно са ротором да би обезбедиле ротирајуће магнетно поље. За брзе ротирајуће моторе са трајним магнетом, структура перманентног магнета роторског типа чини трајне магнете у стању кретања велике брзине. Трајни магнети имају релативно велику центрифугалну силу у односу на ротор, што поставља веће захтеве за уградњу и фиксирање трајних магнета; друго, ротор Прекомерно повећање температуре током ротације ће утицати на радну тачку трајног магнета, ау тешким случајевима, перманентни магнет ће бити неповратно демагнетизован.
Мотор за пребацивање флукса може да избегне горе поменуте проблеме традиционалних мотора са трајним магнетима због своје јединствене тополошке структуре. Разлика између његове структуре и традиционалног мотора са перманентним магнетом је у томе што су његов перманентни магнет и намотај арматуре постављени на страну статора, чиме се избегава прекомерна центрифугална сила трајног магнета изазвана ротацијом ротора, чиме се смањују захтеви за трајним магнетом. уградња и причвршћивање магнета; Прекомерни пораст температуре ротора лоше утиче на трајне магнете. Мотор са преклапањем флукса има већу густину снаге од обичних мотора са трајним магнетом због магнетизирајућег ефекта мотора за пребацивање флукса и има боље изгледе за примену у областима електричних возила и авијације.
Извештаји и истраживања о моторима са комутацијом протока углавном се фокусирају на топологију мотора, оптимизован дизајн, електромагнетне карактеристике и губитке. Анализе и истраживања хармонијских карактеристика мотора са комутацијом флукса су такође укључени, али је мало извештаја о хармонијским карактеристикама на основу броја зубаца ротора. Засновано на традиционалном мотору са комутацијом флукса, истраживање предлаже методу за промену броја зубаца ротора како би се оптимизовале хармонијске карактеристике мотора за промену флукса. Резултати анализе показују да различит број зубаца ротора има значајан утицај на хармонијске карактеристике флукса мотора и повратне ЕМФ.
Принцип мотора за пребацивање флукса
Пребацивање флукса, као што назив имплицира, односи се на пребацивање магнетног флукса окрета намотаја арматуре. У постојећем комутационом мотору магнетног флукса, величина и смер магнетног флукса ланца окретања калема су углавном одређени релативним положајем зубаца ротора и зубаца статора. Један електрични циклус преклопног мотора магнетног флукса одговара механичком углу који одговара нагибу једног пола ротора. Под претпоставком да позитивни смер магнетног флукса пролази кроз калем, зупци ротора и зупци статора на слици 1 (а) су директно супротни, а магнетни флукс пролази кроз калем. Према принципу минималне релуктанције, магнетни флукс завоја калема је максимум у позитивном смеру; Када се зупци ротора помере у положај приказан на слици 1(б), зупци ротора и прорези статора су директно супротни. У овом тренутку, магнетни флукс који пролази кроз калем једнак је магнетном флуксу који пролази кроз калем, а магнетни флукс завоја калема је нула. ; Зуби ротора настављају да се крећу у истом правцу до положаја приказаног на слици 1 (ц). У овом тренутку, зупци ротора и зупци статора су и даље окренути један према другом. Због смера магнетизирања трајних магнета, смер магнетног флукса завоја завојнице је у овом тренутку Пролазак кроз људски калем је супротан од претпостављеног позитивног смера, односно магнетни флукс завоја завојнице је максимум у обрнути правац. На основу горње анализе, утврђено је да се при промени релативног положаја зубаца ротора и зубаца статора магнетни флукс одговарајућег ланца окретања калема увек затвара дуж путање најмањег релуктанта. Смер магнетног флукса се мења од проласка кроз калем до проласка кроз људски калем, а магнетни флукс се мења од напредног максимума до реверзног максимума. Горњи процес завршава пребацивање магнетног флукса, укључујући величину и правац магнетног флукса.
Анализа флукса
Да би се проучио утицај броја зубаца ротора на хармонијске карактеристике мотора са комутацијом флукса, потребно је најпре проучити ефекат промене броја зубаца ротора на флукс спојницу завојнице. Као предмет истраживања изабрана су два типа мотора са комутацијом флукса, 12/10 и 12/11, а веза флукса је циљ за упоредну анализу. Модел коначних елемената мотора са комутацијом флукса са две структуре типа 12/10 и типа 12/лл је успостављен као што је приказано на слици 2. Приликом ротације зубаца ротора за један полни корак бира се пет специјалних положаја ротора према структурама два мотора да би се одредила величина и поларитет везе флукса сваког намотаја. Однос положаја између А-фазне везе флукса и ротора два мотора приказан је у табели 1 и табели 2.
Узето заједно, промена броја зубаца ротора мења знак и фазу везе флукса сваког намотаја у А-фазном намотају. Промена предзнака везе флукса сваког калема мења хармонијске компоненте у композитној вези флукса фазе А; промена фазе везе флукса сваког намотаја мења амплитуду композитне везе флукса фазе А.
Закључци истраживања
Проучава се принцип рада мотора са комутацијом флукса, анализирају се флуксне везе завоја сваког намотаја када је ротор на различитим позицијама, а метода коначних елемената се користи за поређење и анализу 12 Веза флукса и повратна електромоторна сила / Мотор типа 10 и мотор типа 12/11 имају следеће закључке:
1) Разлика у броју зубаца ротора ће променити комплементарност између једнофазних намотаја;
2) Разлика у броју зубаца ротора ће променити поларитет везе флукса окрета калема, што ће утицати на хармонијске компоненте једнофазног споја флукса калема, а затим утицати на хармонијске карактеристике мотора;
< p>3) The difference in the number of rotor teeth will change the phase difference between the individual coils, thereby changing the amplitude of the flux linkage of the single-phase coil turn chain, thereby affecting the power density of the motor.Истраживања утицаја броја зубаца на ротор хибридног прекидача магнетног флукса
Позадина истраживања
У поређењу са електричним побуђеним мотором, мотор са трајним магнетом има једноставну структуру. Поузданост рада је висока, а трошкови одржавања су релативно ниски. Трајни магнети обезбеђују магнетомоторну силу тако да је густина снаге мотора са трајним магнетима већа од оне код традиционалних електричних побудних мотора. Истовремено, мотор са трајним магнетом нема намотај поља, што може ефикасно смањити губитак бакра мотора. Стога, мотори са трајним магнетима имају широк спектар примене у различитим областима индустрије. Постојећи мотори са трајним магнетом углавном усвајају структуру трајног магнета ротора, а трајни магнети су причвршћени на површину ротора или уграђени у ротор да би обезбедили ротирајуће магнетно поље. Одлучите како да поставите трајне магнете према различитим применама. Пошто структура перманентног магнета ротора чини трајни магнет у покрету, трајни магнет има велику центрифугалну силу на ротору, што поставља веће захтеве за уградњу и фиксацију трајног магнета; друго, пораст температуре током ротације ротора је превисок, То ће утицати на рад трајних магнета, ау тешким случајевима, трајни магнети ће бити неповратно демагнетизовани. Мотори за пребацивање флукса могу да реше проблеме традиционалних мотора са трајним магнетима. Стални магнети и намотаји арматуре су постављени на страни статора, избегавајући утицај центрифугалне силе ротора и прекомерно повећање температуре на трајне магнете. Мотор за резање магнетног флукса има већу густину снаге од обичног мотора са трајним магнетом због свог магнетизирајућег ефекта. Има добре изгледе за примену у областима електричних возила и авијације. На основу традиционалног мотора са комутацијом флукса, предложен је нови тип хибридно-магнетизованог мотора са комутацијом флукса и анализиран је утицај различитих зубаца ротора на везу флукса и повратну електромоторну силу. Ради лакшег поређења, као предмет истраживања узети су хибридни мотори за магнетизирање флукса 12/10 и 12/11.
Тополошка структура и принцип рада
Структура бочне стране статора хибридног мотора за пребацивање магнетног флукса предложеног истраживањем приказана је на слици 3. Структура статора и даље користи јарам статора у облику слова У, а тангенцијални магнетизовани трајни магнети су уграђени између суседних јармова статора у облику слова У; у поређењу са обичним моторима радијалног преклапања флукса, хибридно пребацивање магнетизирајућег флукса има више снаге у радијалном правцу. Магнетизовани трајни магнети и прстенасти јарам статора изван радијалних трајних магнета.
Када нема радијалног магнетизирајућег трајног магнета, мотор је традиционална радијална структура мотора за пребацивање магнетног флукса, а статор и магнетно коло у статору су приказани на слици 4. Тангенцијално магнетно коло на слици 4 је главно магнетно коло. на страни статора мотора за пребацивање флукса. Због постојања магнетног цурења изван јарма статора у облику слова У, главна магнетна карика окретног ланца намотаја арматуре је смањена, а индукована електромоторна сила ће се сходно томе смањити.
Путања магнетног флукса на страни статора хибридног мотора за комутацију магнетног флукса предложеног истраживањем приказана је на слици 5 (а), а дистрибуција линије магнетног поља мотора приказана је на слици 5 (б). Међу њима, тангенцијални магнетизам се производи трајним магнетима тангенцијалне магнетизације, што је главно магнетно коло мотора за пребацивање магнетног флукса хибридне магнетизације; радијални магнетизам производе радијални перманентни магнети, који служе као помоћна магнетна кола и имају две главне функције: једна је Може смањити магнетни флукс цурења изван статора до одређене мере, тако да трајни магнети магнетизовани у тангенцијалном правцу могу бити потпуно искоришћен; друго, постојање тангенцијалног магнетног кола повећава густину магнетног флукса у јарму статора у облику слова У, а затим у зупцима статора у облику слова У Повећава се веза флукса између средњег и намотаја арматуре.
Закључци истраживања
Предложен је хибридни магнетни комутациони мотор магнетног флукса и анализиране су карактеристике његове тополошке структуре. На основу методе прорачуна коначних елемената, упоређени су и анализирани тип 12/10 и тип 12/10. Веза флукса и повратна електромоторна сила мотора типа 12/11 имају следеће закључке:
1) Структура намотаја хибридног мотора за пребацивање магнетног флукса је комплементарна;
2) Ротор Промена броја зубаца ће променити фазну разлику сваког намотаја у намотају арматуре једне фазе, промениће фазну разлику између хармоника у споју флукса, а затим утицати на хармонијске карактеристике мотора;
3) Промена броја зубаца ротора ће проузроковати промену амплитуде везе флукса намотаја арматуре једне фазе, што утиче на густину снаге мотора;
4) Да би се у потпуности искористила комплементарност намотаја мотора за пребацивање магнетног флукса, ротор Када се промени број зубаца, распоред намотаја арматуре такође треба да се подеси на одговарајући начин.