微電機(jī)在生活中的應(yīng)用日趨廣泛,己滲透到生活的方方面面,其中以微型永磁直流電機(jī)(PMDC)用量最大。PMDC具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、用銅量少、效率高等特點(diǎn),在汽車工業(yè)中深受歡迎。
汽車電機(jī)應(yīng)用環(huán)境一般比較苛刻,其實(shí)際使用度并不是在常溫下,而是在高/低溫下;如電機(jī)經(jīng)常堵轉(zhuǎn)引起的高溫升,電機(jī)被包裹在導(dǎo)熱不良塑料件中導(dǎo)致的熱積累,在篼溫或嚴(yán)寒氣候條件下使用汽車等。因此汽車電機(jī)必須能經(jīng)受住高低溫考驗(yàn),一般是-40°C在實(shí)際應(yīng)用中客戶卻比較關(guān)注電機(jī)的高低溫表現(xiàn),如低溫起動(dòng)、低溫噪聲、高低溫性能變化、耐熱沖擊性能、耐高低溫存儲(chǔ)性、溫升控制保護(hù)等。
本文重點(diǎn)對(duì)低溫下電機(jī)起動(dòng)阻力矩的增大現(xiàn)象起動(dòng)電壓(V)起動(dòng)電流(A)起動(dòng)電壓(V)起動(dòng)電流(A)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)3低溫起動(dòng)阻力矩增大原因?qū)﹄姍C(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可知,空載靜阻力矩T由兩部分組成:機(jī)械靜摩擦力矩Tm和齒槽定位轉(zhuǎn)矩幾,即TfTVtT……
由前面知,低溫下空載靜阻力矩發(fā)生了變化。在某型號(hào)電機(jī)上分別測(cè)試這種變化的大小,數(shù)據(jù)如下表2.其中摩擦力矩的試驗(yàn)方法是將永磁體不充磁,然后測(cè)量。
表2低溫和常溫摩擦力矩/總阻力矩比較由表2數(shù)據(jù)可知:1)低溫下的總靜阻力矩比常溫下大許多;2)在總靜阻力矩中,齒槽定位轉(zhuǎn)矩比摩擦力矩大得多,即總靜阻力矩主要是由齒槽定位轉(zhuǎn)矩引起的:3)低溫下增加的主要是齒槽定位轉(zhuǎn)矩。
齒槽定位力矩是齒槽式永磁電機(jī)固有的現(xiàn)象,是PMDC性能的一個(gè)重要參數(shù),在此類電機(jī)中,齒槽定位力矩是因?yàn)檗D(zhuǎn)子有一種沿著某特定方向使其齒與定子(永磁體)對(duì)齊的趨勢(shì),由此趨勢(shì)會(huì)產(chǎn)生一種振蕩轉(zhuǎn)矩。齒槽轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生來(lái)自于轉(zhuǎn)子齒與定子永磁體之間的切向力,是轉(zhuǎn)子齒槽與永磁體定子相互作用的結(jié)果。
3.1溫度對(duì)磁力的影響溫度對(duì)磁力的影響主要與永磁體的熱穩(wěn)定性有關(guān)I".熱穩(wěn)定性是指永磁體由于所處環(huán)境溫度改變而引起的磁性能變化程度。又稱溫度穩(wěn)定性。當(dāng)永磁體的環(huán)境溫度從t升到tl時(shí),磁密從B0降到Bl:當(dāng)溫度從回到to時(shí),磁密回升到B‘,而不是B0.以后當(dāng)溫度在知和“間變化時(shí),磁密在氏’和氐間變化3.2度對(duì)極弧系數(shù)的影響極弧系數(shù)對(duì)Tj也有影響。許多研究表明121,極弧系數(shù)對(duì)Tc有一個(gè)最佳值存在,在此最佳值下Tq最小,大于或小于此值T都會(huì)變大。根據(jù)資料,PMDC的T在130到180極弧內(nèi)隨極弧的增大而變大。本廠實(shí)際使用的極弧正在此范圍內(nèi)。
在本廠許多充磁方,出于某些特定的原因,有時(shí)會(huì)故意在充磁時(shí)使永磁體特定區(qū)域(大部分是永磁體圓周方向的邊界區(qū)域)充磁不飽和。例如S1充磁方式,其典型的磁密分布波形如,從圖中可以看出:永磁體中間飽和度最高,往邊界方向飽和度越來(lái)越小。也就是說(shuō)存在不飽和區(qū)域。在低溫下,不飽和區(qū)的Br就會(huì)增大,從而相對(duì)地增加了計(jì)算極弧寬八S1充磁的磁密分布波形3.3低溫對(duì)齒槽定位力矩的影響齒槽定位力矩與永磁體剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度或厚度Lm有關(guān)。IEEE杜紅軍等。永磁式電機(jī)齒槽定位轉(zhuǎn)矩分析。