| 12槽10極分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī) |
| 12 Slot 10 Pole Fractional Slot Concentrated |
| Winding Permanent Magnet Motor |
在前面已經(jīng)介紹了12槽8極分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)的工作原理，在本課件中介紹12槽10極分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)的工作原理與基本結(jié)構(gòu)，其組成與結(jié)構(gòu)與12槽8極分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)相同，僅是轉(zhuǎn)子為10極，雖轉(zhuǎn)子極數(shù)略變，繞組連接確大不相同，本課件說明分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)槽數(shù)與極數(shù)配合的多樣性。 |
| 12槽10極分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子 |
12槽10極的定子鐵芯與線圈與12槽8極相同，轉(zhuǎn)子則為10極，由10個(gè)永磁體組成，見圖1。左圖是轉(zhuǎn)子主要組成示意圖，右圖是定子與轉(zhuǎn)子組合圖。 |
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線圈的連接與8極完全不同，相鄰的兩個(gè)線圈反向串聯(lián)作為一個(gè)相的繞組，在圖2中藍(lán)色線圈1和2反向串聯(lián)作為A相繞組1，藍(lán)色線圈7和8反向串聯(lián)作為A相繞組2，兩個(gè)再連接組成A相繞組。綠色的B相繞組與黃色的C相繞組連接方式相同，A相繞組、B相繞組、C相繞組組成星形連接，具體連接見圖2。 |
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同樣采用三個(gè)霍爾元件進(jìn)行位置檢測，霍爾元件安裝在定子兩個(gè)齒極間的空隙處，當(dāng)轉(zhuǎn)子的兩個(gè)磁極交界處通過霍爾元件時(shí)，霍爾元件檢測到極性變化，發(fā)出信號控制驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行三相電流的切換，具體安裝位置見圖2與圖4。 電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源由三相橋式電路組成，圖3是連接示意圖。與三相逆步電動(dòng)機(jī)或三相同步電動(dòng)機(jī)不同，該永磁電機(jī)輸入的不是正弦波，在每時(shí)刻僅有兩相通電。 |
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| 12槽10極分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)工作原理 |
為了直觀清晰的演示分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)的工作原理，采用磁阻電機(jī)原理來分析轉(zhuǎn)子受力旋轉(zhuǎn)的原理。圖4是電機(jī)模型的正視圖，用來分析電機(jī)的工作原理。圖中線圈端的標(biāo)注與圖2相同，線圈上的紅色箭頭表示此時(shí)線圈電流方向，藍(lán)色線表示此時(shí)的磁力線與方向。 |
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定子繞組有6個(gè)開通狀態(tài)，6個(gè)狀態(tài)為一個(gè)周期，一個(gè)周期轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)72度，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周需5個(gè)周期，把6個(gè)狀態(tài)的時(shí)間段分別稱為T1、T2、T3、T4、T5、T6。 在進(jìn)入T1時(shí)刻，霍爾元件B檢測到轉(zhuǎn)子磁極由S變?yōu)镹，驅(qū)動(dòng)電源輸出為A相正、B相負(fù)，兩相線圈產(chǎn)生的磁場吸引轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，見圖5左圖。 在進(jìn)入T2時(shí)刻，霍爾元件C檢測到轉(zhuǎn)子磁極由S變?yōu)镹，驅(qū)動(dòng)電源輸出為C相正、B相負(fù)，兩相線圈產(chǎn)生的磁場吸引轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，見圖5右圖。 |
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在進(jìn)入T3時(shí)刻，霍爾元件A檢測到轉(zhuǎn)子磁極由N變?yōu)镾，驅(qū)動(dòng)電源輸出為C相正、A相負(fù)，兩相線圈產(chǎn)生的磁場吸引轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，見圖6左圖。 在進(jìn)入T4時(shí)刻，霍爾元件B檢測到轉(zhuǎn)子磁極由N變?yōu)镾，驅(qū)動(dòng)電源輸出為B相正、A相負(fù)，兩相線圈產(chǎn)生的磁場吸引轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，見圖6右圖。 |
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在進(jìn)入T5時(shí)刻，霍爾元件C檢測到轉(zhuǎn)子磁極由N變?yōu)镾，驅(qū)動(dòng)電源輸出為B相正、C相負(fù)，兩相線圈產(chǎn)生的磁場吸引轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，見圖7左圖。 在進(jìn)入T6時(shí)刻，霍爾元件A檢測到轉(zhuǎn)子磁極由S變?yōu)镹，驅(qū)動(dòng)電源輸出為A相正、C相負(fù)，兩相線圈產(chǎn)生的磁場吸引轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，見圖7左圖。 |
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T6結(jié)束再次進(jìn)入T1，重新循環(huán)，轉(zhuǎn)子就不停的旋轉(zhuǎn)下去。 下面演示的就是這一循環(huán)過程的動(dòng)畫。 |
| 12槽10極分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)原理動(dòng)畫 |
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| 12槽10極分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) |
定子鐵芯由導(dǎo)磁良好的硅鋼片沖制后疊成，在12個(gè)定子齒極上繞有12個(gè)線圈，組成三相繞組，見圖8。 |
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轉(zhuǎn)子鐵芯也由硅鋼片疊成，壓入轉(zhuǎn)軸，在外圓周均勻粘貼10片永磁體，兩端用轉(zhuǎn)子壓圈壓緊，裝上軸承，組成轉(zhuǎn)子，圖9是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的爆炸圖。 |
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把定子壓入機(jī)座外殼，插入轉(zhuǎn)子，裝上前端蓋，完成電機(jī)模型組裝，見圖10。 |
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分?jǐn)?shù)槽集中繞組永磁電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)都差不多，近些年在電動(dòng)自行車與電動(dòng)汽車中廣泛用作直驅(qū)輪轂電機(jī)，往往采用內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，槽數(shù)與極數(shù)較多，充分發(fā)揮大轉(zhuǎn)矩低轉(zhuǎn)速的優(yōu)點(diǎn)。 |
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