同步電機(jī)之等效磁路的圖解法

   本書介紹的采用標(biāo)么值的解析法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單，適于應(yīng)用計(jì)算機(jī)求解，但也存在不足，即不夠直觀，尤其是當(dāng)退磁曲線為曲線或具有拐點(diǎn)和磁路飽和程度較高時(shí)。而應(yīng)用圖解法直接畫出水磁體工作圖，則可以清晰地看出各種因素的影響程度和工作點(diǎn)與拐點(diǎn)間的關(guān)系。故工程上在應(yīng)用解析法進(jìn)行計(jì)算機(jī)求解的同時(shí)，還常采用圖解法進(jìn)行補(bǔ)充分析從等效磁路的推導(dǎo)過(guò)程可以看出，在空載情況下外磁路的。曲線反映的是主磁路和漏磁路急的磁化特性，也可表示成A一f（九）曲線，在磁路計(jì)算中稱為合成磁導(dǎo)線。而氛和F ,又是由永磁體作為磁源所提供的，二者關(guān)系是由回復(fù)線決定的。因此用圖解法求解等效磁路就是求出回復(fù)線與合成磁導(dǎo)線的交點(diǎn)，如圖3一11所示。

    作圖時(shí)先在必F坐標(biāo)中畫出永磁體的回復(fù)線及其延長(zhǎng)線電尸。再根據(jù)外磁路的結(jié)構(gòu)形式、尺寸及磁路飽和程度，畫出主磁導(dǎo)線A，一f（瓦）．即主磁路的磁化特性曲線烏特性曲線龜一f（乏F )；或者由態(tài)一份。一l）九求出漏磁導(dǎo)線。然后將二條磁導(dǎo)線沿縱軸方向相加，得合成磁導(dǎo)線入一廠（中襯，即外磁路合成磁化特性曲線氛～f（藝F）。它與回復(fù)線的交點(diǎn)a即為空載時(shí)永磁體的工作點(diǎn)。其縱坐標(biāo)表示永磁體所提供的磁通中，橫坐標(biāo)表示水磁體所提供的磁動(dòng)勢(shì)凡。a點(diǎn)的垂線與八，和八‘線的交點(diǎn)分別表示空載主磁通甄和空載漏磁通。負(fù)載時(shí)，在外磁路中存在電樞磁動(dòng)勢(shì)F ?；虻刃Т艅?dòng)勢(shì)尸－凡／口。，由圖3一5b可知，此時(shí)作用于外磁路合成磁導(dǎo)人的磁動(dòng)勢(shì)為F 。一尸因此作圖時(shí)只要將合成磁導(dǎo)線從原點(diǎn)向左平移尸｝距離，合成磁導(dǎo)線與回復(fù)線的交點(diǎn)N即為負(fù)載時(shí)水磁體工作點(diǎn)，其垂線與合成磁導(dǎo)線和漏磁導(dǎo)線的交點(diǎn)分別表示負(fù)載時(shí)的總磁通必翩和漏磁通電N，二者之差即為氣隙磁通氨、，如圖3一12所示如F 。起增磁作用，作用于外磁路磁導(dǎo)A，的磁動(dòng)勢(shì)為F .＋尸．則將合成磁導(dǎo)線從原點(diǎn)向右移動(dòng)｝Fl｛的距離即得。當(dāng)永磁材料的退磁曲線有拐載時(shí)，要進(jìn)行去磁校核計(jì)算，即計(jì)算出電機(jī)運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最大去磁電流，用以求出該時(shí)的工作點(diǎn)h，如h點(diǎn)低于退磁曲線的拐點(diǎn)，則將產(chǎn)生不可逆退磁。此時(shí)，或者調(diào)整磁路設(shè)計(jì)，使h點(diǎn)高于拐點(diǎn)，或者據(jù)此重新確定回復(fù)線起始點(diǎn)和新的回復(fù)線，重新求解。

永磁體的最佳工作點(diǎn)

在設(shè)計(jì)永磁電機(jī)時(shí)．為了充分利用永磁材料，縮小永磁體和整個(gè)電機(jī)的尺寸，應(yīng)該力求用最小的永磁體體積在氣隙中建立具有最大磁能的磁場(chǎng)。

   1.最大磁能的永磁體最佳工作點(diǎn)

為分析簡(jiǎn)明起見(jiàn)，從退磁曲線為直線的永磁材料著手分析．設(shè)永磁體所提供的磁通為。 D，磁動(dòng)勢(shì)為FD．則磁能（J）為。V由式（334）可以看出，在仇F 。不變的情況下，永磁體的體積與其工作點(diǎn)的磁能積（B11 )成反比。因此，應(yīng)該使永磁體工作點(diǎn)位于回復(fù)線上有最大磁能積的點(diǎn)。從圖315的永磁體工作圖中可以看出，永磁體的磁能磯FD / 2正比于四邊形A必。 OFD的面積。若想獲得最大的磁能，必須使四邊形A 。 。 OF 。的面積最大。由數(shù)學(xué)可知，當(dāng)工作點(diǎn)A在回復(fù)線的中點(diǎn)時(shí)，四邊形的面積最大，即永磁體具有最大的磁通?；蛘哒f(shuō)，具有最大磁能的永磁體最佳工作點(diǎn)的標(biāo)么值。