无刷直流永磁电动机的电枢反应

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1、无刷直流永磁电动机的电枢反应叶金虎(中国电子科技集团公司第二十一研究所，上海200233)摘要：文章将对三相非桥式电了换向电路和120。导通型三相L半桥逆变电路驱动的无刷商流永磁电动机，以及对180。导通型三相半桥逆变电路驱动的自控式永磁同步电动机，在Jf：反转运行过程中所经受到的最大去磁磁势进行探讨。探讨的目的在于：更深刻地理解无刷直流永磁电动机的运行机理，从而能够更正确地设计无刷直流永磁电动机。关键词：无刷直流永磁电动机；最大去磁磁势：正反转为了便于理解和分析无刷直流永磁电动机的正反转运行机理和电枢反应磁场与定子主磁场相互之间的作用，我们有必要先化一定的力

2、气来讨论有刷直流永磁电动机的正反转运行机理，分析其定转子磁场相互之间的作用和变化过程。1有刷直流永磁电动机这里，我们将在不考虑换向过程中被短路的元件，不考虑换向过程本身对电动机运行所产生的影响和在不考虑磁路饱和等条件下，研讨有刷直流永磁电动机在正反转过程中定转子磁场的相对位置的变化，以及电枢反应磁场对定子主磁场的不同作用。图1给出了有刷直流永磁电动机正(a)位置I(口l=00)(b)位置II(口2)(C)位置lII(p2<臼3<900)=0(d)位置IV(04=90。)(e)位置V(05>90。)(f)位置VI(900<06<180。)．78—(g)位置V[I

3、(07=1800)(h)位置Vm(08>180。)(i)位置Ⅸ(口9=270。)图1有刷直流永磁电动机的正反转过程反转的过程。一般情况下，电枢反应磁场(或简称电枢磁场)只可以分解为交轴分量只。和直轴分量Cd。交轴分量只。与定子主磁场巴相互作用产生旋转电磁力矩，通常被称之谓力矩分量；而直轴分量只J仅对定子主磁场L起到增磁或去磁的作用，不产生旋转电磁力矩，因此通常被称之谓磁场分量。当电刷彳B处在图la所示的位置，时，即电刷AB轴线与主磁场的交轴相重合，0．=0。，根据磁极下电枢电流，。的分布，由比奥·萨乏定律可知，电枢将按顺时针方向转动，这时，电枢电流』。产生的电

4、枢磁场C与定子永磁体产生的主磁场L处于正交状态，即磁场电枢轴线与主磁场的交轴相重合，即有C。．=O，F训=C，定转子磁场的相互作将将产生最大的旋转电磁力矩M肼(从图中可以直观到电刷AB两侧各自拥有的9个槽导体都将全部与定子主磁场凡相瓦作用而产生旋转电磁力矩)；如果把电刷沿着顺时针方向逐渐移动至图1b所示的位置刀，电刷AB轴线与主磁场的交轴之间的夹角为只，这时，电枢磁势只将被分解为直轴电枢磁势E。，和交轴电枢磁势只。，，直轴电枢磁势Ed，对主磁场L起到增磁作用，而交轴电枢磁势C。，=只COS02<只。，，但C。，的作用方向没有变化，这意味着：电动机在位置口时产生

5、旋转电磁力矩要小于电动机在位置，时产生旋转电磁力矩(从图中可以直观到电刷彳B两侧各自拥有的5个槽导体与定子主磁场L相互作用而产生旋转电磁力矩)，但电动机按顺时针旋转的方向不变；当把电刷AB沿着顺时针方向继续移动至图1c所示的位置皿时，02<良<90。，直轴电枢磁势％3将进一步增大，即Cd3>Cd2，交轴电枢磁势L，将进一步减小，即瓦，

6、转方向不变；如果把电刷AB沿着顺时针方向移动至图1d所示的位置∥，包=90。，这时，直轴电枢磁势CJ。=只，对由永磁体产生主磁场L起到最大的增磁作用，而交轴电枢磁势F洲=0，在此位置上，电动机不产生旋转电磁力矩，即M肌=o；一旦把电刷AB沿着顺时针方向移动至图1e所示的位置矿时，缺>90。，虽然直轴电枢磁势只。；对主磁场L仍起到增磁作用，但交轴电枢磁势只．；将改变方向，由交轴电枢磁势C。。与主磁场只相互作用而产生的电磁力矩也将改变其旋转方向，迫使电动机朝逆时针方向旋转；当处电刷AB在图1f所示的位置W时，90。<铱<180。，对主磁场L起到增磁作用的直轴电枢磁

7、势只J。减小，即Ed。C。；；当把电刷AB沿着顺时针方向继续移动至图19所示的位置讶时，07=180。，电刷AB轴线与主磁场的交轴又相重合，但相对位置，而言其作用方向却相反，这时，直轴电枢磁势C。，=o，交轴电枢磁势C胡=一C，定转子磁场相互作用将产生最大的逆向．．79．．旋转电磁力矩；当处电刷AB在图lh所示的位置脚时，酿>180。，直轴电枢磁势只。。将变成负值，对主磁场巴起到去磁作用，交轴电枢磁势C。。=Fosin侠，其逆向旋转电磁力矩的数值要小于位置啊时的逆向旋转电磁力矩，电动机仍

8、按逆时针方向旋转；当处电刷AB在图li