聚磁技術的原理解說及選用標準化方案
聚磁技術在永磁電機中的應用
90年代以來,永磁電機已廣泛用于“3A',場合OA一辦公自動化;;FA一工廠自動化;HA一家庭自動化)。作為伺服或驅動元件,世界各國不斷地采用新技術進行更新換代,推向市場。其來勢之猛,更新之快,競爭之激烈,前所未有。因此,電機設計必須更新觀念:最佳的電機設計原則,不能只滿足于達到最佳的性能,而應該是最佳性能/價格比,最佳性能/體積比。此外,電機設計還應從機電一體化整體指標考慮,應使控制系統的簡化,得益于優良的電機性能。然而,以傳統的電機設計方法已沒有多少“油水’,可擠了,必須尋找新途徑。
:聚磁效應(Effects of the flux concentrator):通過多路聚磁使電機氣隙磁密超過磁鋼本身剩磁,大幅度提高出力和快速響應;電樞反應的抑制(Restraint ofthe armature reaction):優化磁路抑制靜態和動態電樞反應,有效提高電機運行穩定性;高低溫去磁分析(Analysis of the demagnetization under the high andlow temperatures):解決鐵氧體材料低溫和欽鐵硼磁鋼高溫的不可逆去磁和補償問題;磁場定向效應(E f-fects of the direction of magnetization in them agne ts)當今磁鋼絕大部分為“平行定向’,,存在固有缺點,變“平行定向’,為“徑向定向’,來改善電機性能;工作點選定新概念(New concept of choosing the w or-king point):拋開長期以來傳統的電機設計觀念,
為提高永磁電機的快速響應和過載能力,就應提高輸出轉矩。電機的輸出轉矩正比于電樞電流,而電樞電流的增加,受到電機安匝產生的磁場對定子磁場的減磁效應所限制。此外,提高電樞電流也加重了發熱問題。為了抑制發熱量,電樞繞組的導線直徑必須加大,這會造成整個電樞(轉子)的直徑加大,使電機轉子慣量加大,快速響應變差。另一方面,如果增加電樞電流而不改變電樞導線直徑,則發熱量將正比于電流值的平方而上升,這樣普通的冷卻方法難于充分地進行電機冷卻。
我們知道,對于帶有軟鋼極靴的磁極,如果忽略極間漏磁,則氣隙磁密與磁鋼中磁感應之比與極靴上下兩端的截面積成反比。從這一觀點出發,我們提出一種隱極式磁路結構,它采用兩塊磁鋼同時向中間的極靴提高磁通(磁鋼面積增加一倍)來聚磁,從而有效地提高氣隙磁密。圖3采用的是矯頑力較低的鋁鎳鉆(AINiCo)磁鋼,取向方向呈條狀。如果采用欽鐵硼磁鋼,則磁鋼厚度只需幾毫米。
聚磁技術的應用很廣泛,在梳理棉毛纖維的鋸齒帶料感應器設計上也很好發揮了作用,聚磁技術發展迅速,它是磁的發展和運用的一個體現,它能使磁熱器件提供更均勻的加熱性能,可以在節省能源的情況下更容易得到好的磁場,控制漏磁。近年來好多人投身于聚磁的研究中,這是解決好多磁問題的一個捷徑。雖然聚磁的方法也不斷增多,人們對聚磁的了解也是越來越詳細,但是,在高科技日益發展的今日,似乎是遠遠不夠的!聚磁技術將更加細化,同時也走向更多領域!
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