磁滞电机——结构、工作原理、特性及应用

磁滞电机是一种单相同步电机，其工作原理基于磁滞效应。根据磁滞现象，铁磁材料中的磁通密度滞后于磁化力。

磁滞电机的结构

磁滞电机由定子和转子组成（见图）。

磁滞电机的定子具有一个主绕组和一个辅助绕组或启动绕组。当定子绕组由单相电源供电时，它产生一个同步旋转磁场。通过使用电机的永久性分相电容型结构来实现旋转磁场。因此，电机的启动绕组和主绕组在运行和启动期间都保持连接在电机电路中。电容值经过调整，以产生以同步速度旋转的磁通。

磁滞电机的转子由一个光滑的硬磁钢圆柱体组成，没有绕组或转子齿。

磁滞电机的运行

当单相交流电源连接到磁滞电机的定子绕组时，会产生一个同步旋转磁场（假设为逆时针方向）。定子产生的这个旋转磁场使转子磁化。由于磁滞效应，转子的磁化轴将滞后于定子磁场轴一个磁滞滞后角（θ）。

当转子静止时，电机产生的启动转矩为：

$$\mathrm{τ_{𝑠𝑡} ∝ φ_{𝑠}φ_{𝑟}\:sin 𝜃}$$

其中：

• φ_𝑠 为定子磁通
• φ_𝑟 为转子磁通。

φ_𝑠 和 φ_r 为常数。当转子加速时，磁滞滞后角（θ）保持不变，因为滞后角（θ）仅取决于转子的磁滞回线，并且与遍历回线的速率无关。因此，电机从静止到同步速度都能产生均匀的转矩。

一旦达到同步，电机将继续以同步速度运行，并调整其磁滞滞后角以产生负载所需的转矩。

磁滞电机的特性

磁滞电机的特性如下：

• 磁滞电机从静止到同步速度具有均匀的转矩。

• 磁滞电机可以同步任何它能够加速的负载，无论负载的惯性有多大。

• 磁滞电机本身非常安静，并能使负载平稳旋转。

• 在磁滞电机中，转子极数等于定子极数。

• 通过改变换极连接来改变定子极数，可以获得一组同步速度。

磁滞电机的应用

磁滞电机的运行安静，并且能够驱动高惯性负载。因此，磁滞电机非常适合驱动：

• 电子钟表，
• 定时装置，
• 转盘，以及
• 其他精密音频设备等。

Saini Manish Kumar

更新于：2021年9月18日

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