小功率同步电机
用于自动化系统、各种家用电器、钟表、照相机等的小功率同步电动机(微型电动机)。
大多数小功率同步电动机与正常性能机器的不同之处仅在于转子的设计,转子通常没有励磁绕组、滑环和压在它们上面的电刷。
为了产生扭矩,转子由硬磁合金制成,随后在强脉冲磁场中进行单磁化,因此磁极随后保持剩磁。
当使用软磁材料时,转子采用特殊形状,在径向方向上为其磁芯提供不同的磁阻。

在启动时,同步电动机作为感应电动机运行,其初始扭矩是由于定子的旋转磁场与其在短路的转子绕组中感应的电流相互作用而产生的。当电机在励磁状态下启动时,旋转转子的永磁体的磁场会在定子绕组中感应出 e。 ETC。 v. 可变频率,这会导致产生制动力矩的电流。
电机轴上产生的扭矩由绕组短路和制动效果引起的力矩之和决定,即取决于滑差。在转子加速期间,该扭矩达到最小值,如果正确选择启动绕组,该扭矩应大于标称扭矩。
当速度接近同步时,转子由于永磁体磁场与定子旋转磁场的相互作用而被拉入同步,然后以同步速度旋转。
永磁同步电机的运行与绕线同步电机的运行差别不大。
同步电阻电机的凸极转子由带有空腔或狭缝的软磁材料制成,因此其径向磁阻不同。空心转子由冲压电工钢片组成,并有一个短路的启动线圈。有由具有类似空腔的固体铁磁材料制成的转子。分段转子由用铝或其他抗磁材料铸造的电工钢片组成,用作短路绕组。
当定子绕组接通时,旋转磁场旋转,电机异步启动。转子完成加速到同步转速后,在径向磁阻差异引起的反作用力矩的作用下,进入同步并相对于定子的旋转磁场定位,从而它对这个领域的磁阻是最大的——最小的。
通常,同步电阻电机的额定功率高达 100 W,如果特别重视设计的简单性和可靠性的提高,有时甚至更高。相同尺寸的同步电阻电机额定功率比永磁同步电机额定功率小2—3倍,但设计更简单,成本更低,额定功率因数不超过0.5,标称效率高达 0.35 — 0.40。
磁滞同步电机有一个硬磁合金转子,宽 迟滞电路......为了节省这种昂贵的材料,转子采用模块化结构,其中轴连接到由铁磁或抗磁材料制成的套筒,并且是一个增强的实心或空心圆柱体,由用锁定环拧紧的板组装而成它。使用硬磁合金制造转子,导致电机运转时,定子和转子表面的磁感应分布波相对偏移一定角度,称为滞后角,导致出现滞后扭矩,指向转子的旋转。
永磁同步电动机与磁滞同步电动机的区别在于,前者是在机器制造过程中将转子置于强脉冲磁场中预充磁,而后者是通过定子的旋转磁场对转子进行充磁。
当启动带磁滞的同步电机时,除了带有实心转子的机器中的主要磁滞力矩之外,由于转子磁路中的涡流会产生异步转矩,这有助于转子的加速,其进入同步和以同步速度进一步运行,转子相对于定子旋转磁场的位移恒定,角度由机器轴上的负载决定。
磁滞同步电机在同步和异步两种模式下运行,但在后一种情况下具有低滑差。带磁滞的同步电机的特点是启动扭矩大、进入同步平稳、从空闲模式到短路模式的过渡期间电流在 20-30% 内略有变化。
这些电机具有比同步磁阻电机更好的性能,以设计简单、可靠性和静音运行、体积小和重量轻而著称。
没有短绕组导致转子在可变负载下振荡,这导致其旋转存在一定的不均匀性,这限制了额定功率高达 400 W 的工业和更高频率制造的机器的应用范围, 单速和双速。
磁滞同步电动机的额定功率因数不超过0.5,额定效率达到0.65。

导通定子绕组时,由于匝间短路,磁极未屏蔽部分和屏蔽部分的磁通量之间会及时产生相移,从而导致产生旋转磁场。该场与转子相互作用导致异步和滞后转矩的出现,导致转子加速,在达到同步速度时,在反作用力和滞后转矩的影响下,进入同步状态并沿来自转子的方向旋转将极的未屏蔽部分连接到短路转向的屏蔽部分。
我有可逆电机,不是短路,而是使用四个绕组,它们位于每个分裂极的两个部分,并且对于可接受的转子旋转方向,相应的绕组对被短路。
电抗磁滞同步电动机具有较大的尺寸和重量,其标称功率不超过 12 μW,以非常低的功率因数运行,标称效率不超过 0.01。
同步步进电机控制电脉冲被转换成一个设定的旋转角度,以离散的方式实现。它们有一个定子,在其磁路上有两个或三个相同的空间位移线圈串联连接到电源 以矩形脉冲的形式 可调频率。在电流脉冲的作用下,定子的磁极分别被磁化为可变极性。定子绕组中电流方向的变化导致磁极的磁化相应反转并建立新的相反极性。
步进电机的凸极转子可以是有源的也可以是无源的。有源转子具有直流励磁线圈、滑环和电刷或具有交替极性的永磁体系统,而无源转子则没有励磁线圈。
步进电机转子上的极数是定子上极数的一半。定子绕组的每次切换都会旋转电机产生的磁场,并使转子同步移动一步。转子的旋转方向取决于施加到相应定子绕组的脉冲的极性。
另请阅读: Selsyns:目的、装置、作用原理
