磁阻電機 – 結構、工作原理和特性

運行於真正同步速度的單相電機很少，並且它們不需要任何外部直流勵磁。因此，這些電機也稱為無勵磁單相同步電機。

單相同步電機的效率和轉矩產生能力較低，商用單相同步電機的輸出功率只有幾瓦。

磁阻電機是一種無需對轉子進行直流勵磁的單相同步電機。

磁阻電機的執行基於以下原理：

“當一塊鐵磁材料位於磁場中時，作用於該材料上的力會使其趨向於與磁場對齊，從而使磁路的磁阻最小。”

磁阻電機的結構

磁阻電機由定子和鼠籠式轉子組成，如圖所示。

磁阻電機由定子和鼠籠式轉子組成，如圖所示。

定子帶有單相主繞組和輔助繞組，以產生同步旋轉磁場。

轉子具有不對稱的磁結構。透過從鼠籠式轉子上移除一些齒來實現轉子的不對稱結構，從而在轉子上產生凸極。

轉子上產生的凸極數必須等於定子上的極數。轉子的凸極對定子磁通提供低磁阻，因此會被強烈磁化。

磁阻電機的執行

當單相交流電源供給定子繞組時，會產生同步旋轉磁場，電機啟動時像標準的鼠籠式感應電機一樣，並加速到接近同步速度。

當轉子接近同步速度時，定子的旋轉磁場會在轉子的凸極上施加磁阻轉矩，該轉矩趨於使凸極軸與旋轉磁場軸對齊。在某個位置，轉子的凸極與旋轉磁場的極鎖定。結果，電機將繼續以同步速度執行。

當對電機施加機械負載時，轉子的極會略微落後於定子的極，同時繼續以同步速度執行。隨著電機負載的增加，轉子和定子極之間的機械角逐漸增大。然而，磁吸引力使轉子與定子的旋轉磁場保持鎖定。

如果電機軸上的負載超過磁阻轉矩能夠維持同步速度的量，則轉子將脫離旋轉磁場的步調，因此電機的速度下降到某個值，在這個值下，滑差足以透過感應電機作用產生驅動負載所需的轉矩。

磁阻電機的特性

磁阻電機具有以下特性：

  • 磁阻電機的效率和轉矩較低。

  • 磁阻電機的功率因數低。

  • 磁阻電機無法將高慣性負載加速到同步速度。

  • 磁阻電機比其他任何型別的同步電機都便宜。

磁阻電機的應用

磁阻電機廣泛應用於需要恆速的場合，例如計時和訊號裝置。

更新於：2021年9月18日

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