爪極永磁測速發電機

簡介

爪極永磁測速發電機，當轉子被拖動以額定速度旋轉時，其定子繞組將輸出與轉速呈線性關係的交流電勢該電機在控制系統中常作速度反饋元件。該電機的特點是結構簡單，工作可靠，性能穩定可適用環境較差的場合，且製造成本低。該類電機的結構和工作原理與傳統式的測速機有較大的區別。

爪極永磁測速發電機，一般情況下為分裝式結構。其定子由機殼，2個相同的定子極爪，相對放置，極爪相交錯，圓周間隔均布，如圖所示，中間夾放著一個環形繞組組成。轉子由帶有安裝軸孔的軸套，2個相同的轉子極爪(放置同定子極爪)，中間夾著一個空心圓柱狀永磁體組成，如圖所示。

轉子磁鋼以軸向充磁，由磁鋼的一端N極發出的磁力線，主要路徑如右圖所示(當定、轉子同一端的極爪相對齊狀態)。

當轉子以一恆速旋轉，定、轉子極爪的相對位置將按兩倍於一端轉子極爪數重複周期變化。

假設轉子起始位置為：轉子一端的極爪與同端的定子極爪對齊，同時，另一端的定、轉子極爪也對齊。這時磁路的磁導最大，穿過定子線圈平面的磁通量最大。當轉子轉過一個極距時( 電角度)，轉子一端的極爪正好與另一端的定子極爪對齊，這時，穿過線圈的磁通量仍是最大，但方向相反。如右圖。

當轉子轉過半個極距(

電角度)時，轉子極爪正好處在相鄰的兩定子極爪的中間位置，這時穿過線圈平面的磁通最小。顯然，當轉子以角速度

旋轉時，穿過線圈平面的磁通按接近正弦規律交變。在定子線圈中將感應電勢。當整個磁路設計不飽和時，盛應電勢幅值將與轉速成線性關係這就是此類電機的工作原理。

在定子繞組中感應電勢，可利用法拉弟定律

，推導出下到計算公式：

式中

E——感應電勢有效值(V)；

p——極對數；

n——轉速（r/min）；

W一定子繞組匝數(匝)；

——氣隙主磁通(Wb)。

電機的極對數，也是輸出電勢變化周期數。它取決於轉子的極對數。它等於轉子兩端的極爪數之和的一半。定子繞組為集中繞組，故

。要求出E值，必須求出，那就要解整個電機磁場要精確求解，相當複雜，需用有限元法。但是，在工程上較為實用的方法，是從等效磁路圖入手，求出各部分的磁導，然後，用作圖法求出。

爪極永磁冽速發電機的設計，一般在給定的外形尺寸情況下，要求在額定轉速下，獲得一定的輸出電勢。在設計時，先確定其基本尺寸，選取主要用材，再進行核算輸出電勢。一般設計基本原則如下。

（1）細長比λ

即電機外徑與軸向長之比：

λ=

=5~6

（2）定、轉子外徑比

要使定、轉子結構和磁路分布安排合理，一般取定、轉子外徑比約等於0.5；

（3）極爪數的確定

電機的極對數確定後，一端轉子的極爪數也確定了，即等於極對數。一般定、轉子極爪數相等。

（4）氣隙長度g

考慮使用環境較差．且受製造模具工藝限制，一般 g=0．5～0．8(mm)。