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《無刷直流風機橡膠磁永磁體充磁波形對風機性能影響的研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第5期2012年10月機電元件ELECTROM哐CHANICALC0～Ⅱ叼INEpn葛VoL32Nn50cL2012無刷直流風機橡膠磁永磁體充磁波形對風機性能影響的研究王德偉1，于收海2，趙越超2。孫德龍2。張彥修2(1駐一一七廠軍事代表室110144，2沈陽興華航空電器有限責任公司1lOl44)摘要：本文對無刷直流風機橡膠磁永磁體充磁方式、充磁設備及參數(shù)作了闡述，通過計算、分析和試驗數(shù)據(jù)來說明如何獲得理想的充磁波形及充磁波形、充磁電壓對風機性能的影響。關鍵詞：橡膠永磁體；無刷直流風機；磁密波形
2、D0i：lO．3969／j．i黼n．1000一6133．2012．05．013中圖分類號：。瑚153．5文獻標識碼：A文章編號：1000—6133(2012)05一∞54一071引言無刷直流風機是外轉子永磁無刷直流電動機帶動安裝于轉子上的扇葉旋轉，形成定向出風的機電產(chǎn)品。由于無刷直流風機既具備交流風機的結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點，又具備直流風機的運行效率高、元勵磁損耗以及調(diào)速性能好等特點，故在電子設備上通風、散熱領域有廣泛應用。本文對無刷直流風機橡膠磁永磁體充磁方式、充磁設備及參數(shù)
3、做了闡述，通過計算、分析和試驗數(shù)據(jù)來說明如何獲得理想的充磁波形及充磁波形、充磁電壓對風機性能的影響。2永磁體充磁方式永磁體的充磁方式有平行充磁和徑向充磁兩種。20世紀90年代以前，國內(nèi)普遍采用平行充磁方式，近十幾年來，徑向充磁方式得到發(fā)展。對永磁體充磁方式的研究，有助于發(fā)揮永磁體潛力，改善電機性能。永磁直流電機，徑向充磁方式氣隙磁通高于平行充磁方式，隨著極對數(shù)的增加，兩者趨于接近；永磁交流電收稿日期：2012—09一07機平行充磁方式的氣隙磁通高于徑向充磁方式的氣隙磁通，隨著極數(shù)的增加，兩者相差
4、越明顯。外轉子表貼式永磁電機，永磁體外表面貼于轉子內(nèi)圓，內(nèi)表面面向氣隙。圖1分別給出了4極外轉子表貼式永磁電機平行充磁和徑向充磁磁場分布圖。圖l(a)平行充磁方式磁鋼內(nèi)部磁密近似均勻，故磁鋼附近區(qū)域的磁路不易發(fā)生局部飽和，而圖l(b)徑向充磁方式磁密沿半徑由外向內(nèi)逐漸增加，在磁鋼內(nèi)徑處到達最(a)平行充磁方式(b)徑向充磁方式圖l外轉子表貼式永磁電機兩種充磁方式磁力線分布圖大，對外轉子結構而言，選用徑向充磁有較大的氣隙磁通。因此，充磁方式對電機氣隙磁密波形和氣隙磁通大小有重要影響：徑向充磁方式氣
5、隙磁密為矩形波，更適用于無刷直流電機和直流電機，外轉子表第5期王德偉等：無刷直流風機橡膠磁永磁體充磁波形對風機性能影響的研究55貼式永磁電機中有更大的氣隙磁通；對內(nèi)轉子表貼式永磁電機，平行充磁方式具有提供更大氣隙磁通的潛力。對于外轉子的風機產(chǎn)品為了獲得更大的氣隙磁通，選用徑向充磁方式，并且徑向充磁方式獲得的矩形波氣隙磁密更有助于無刷直流風機控制。3充磁設備及相關參數(shù)現(xiàn)有的充磁機大多數(shù)為脈沖式充磁機。該設備操作方便，能用較少的電能產(chǎn)生較強的脈沖磁場，其工作原理圖如圖2所示。圖2充磁機工作原理圖C為
6、儲能電容器組，￡為充磁線圈，y為直流電源，R為限流電阻，K為大功率開關器件(由充放電控制電路控制充電時)。接通A點，電源y經(jīng)R使儲能電容器組C充電至設定電壓；放電時K接通B點，c向脈沖充磁線圈￡放電，由于回路阻抗很小因而形成很大的放電電流峰值，產(chǎn)生強脈沖磁場。充磁回路是一典型的二階零輸入響應電路，當回路電阻較小，符合R<2~／￡／c這一條件時，電流響應呈衰減阻尼的正弦振蕩波形，由于功率開關器件K(常用大功率快速可控硅)的存在，振蕩的負半周不能進行。我們所關心的是流經(jīng)充磁線圈電流波形的幅度i。和寬
7、度￡。，特別是達到飽和磁化值電流幅度的瓦和波形寬度￡。，見圖3所示。一般可取半功率點寬度，即：．1鏟萬”鏟蠆屹當被充磁體沒有放置到充磁夾具里時，充磁線圈空載，由電路理論可知：i。=v、／C／Ltd=霄、／CL圖3脈沖充磁電流波形當充電電壓、電容容量確定后，脈沖電流波形主要由充磁線圈的電感￡決定，但L在充磁時不是一個常量，因為充磁線圈的電感隨線圈的工作狀態(tài)將發(fā)生變化，空載和有載時不同，負載時又因被充磁體的材質(zhì)和體積的不同而不同。當被充磁體放人充磁線圈時，充磁線圈的參數(shù)就起了變化。如果被充磁體是稀土
8、永磁合金，則充磁線圈就從空芯電感變?yōu)椤拌F芯”線圈，其電感量￡將有明顯上升，充磁電流i。將減小，充磁波形的寬度￡。將增大，因此在設計計算充磁場強時應同時考慮充磁線圈和被充磁體組合后的狀況才比較符合實際充磁時的工作狀態(tài)。脈沖磁化過程與直流磁化不同，是一個動態(tài)過程有必要考慮被充磁體材料的介質(zhì)損耗(這里渦流損耗磁滯損耗和反常損耗統(tǒng)稱為介質(zhì)損耗)。永磁鐵氧體是多晶陶瓷結構，電阻率大，渦流損耗小，在滿足飽和場強(約1000kA／m)的情況下，可選擇￡。=2～5ms；稀土永磁合金是金屬材料，為了減小渦流損耗應
