磁阻电机 – 结构、工作原理和特性

运行于真正同步速度的单相电机很少，并且它们不需要任何外部直流励磁。因此，这些电机也称为无励磁单相同步电机。

单相同步电机的效率和转矩产生能力较低，商用单相同步电机的输出功率只有几瓦。

磁阻电机是一种无需对转子进行直流励磁的单相同步电机。

磁阻电机的运行基于以下原理：

“当一块铁磁材料位于磁场中时，作用于该材料上的力会使其趋向于与磁场对齐，从而使磁路的磁阻最小。”

磁阻电机的结构

磁阻电机由定子和鼠笼式转子组成，如图所示。

磁阻电机由定子和鼠笼式转子组成，如图所示。

定子带有单相主绕组和辅助绕组，以产生同步旋转磁场。

转子具有不对称的磁结构。通过从鼠笼式转子上移除一些齿来实现转子的不对称结构，从而在转子上产生凸极。

转子上产生的凸极数必须等于定子上的极数。转子的凸极对定子磁通提供低磁阻，因此会被强烈磁化。

磁阻电机的运行

当单相交流电源供给定子绕组时，会产生同步旋转磁场，电机启动时像标准的鼠笼式感应电机一样，并加速到接近同步速度。

当转子接近同步速度时，定子的旋转磁场会在转子的凸极上施加磁阻转矩，该转矩趋于使凸极轴与旋转磁场轴对齐。在某个位置，转子的凸极与旋转磁场的极锁定。结果，电机将继续以同步速度运行。

当对电机施加机械负载时，转子的极会略微落后于定子的极，同时继续以同步速度运行。随着电机负载的增加，转子和定子极之间的机械角逐渐增大。然而，磁吸引力使转子与定子的旋转磁场保持锁定。

如果电机轴上的负载超过磁阻转矩能够维持同步速度的量，则转子将脱离旋转磁场的步调，因此电机的速度下降到某个值，在这个值下，滑差足以通过感应电机作用产生驱动负载所需的转矩。

磁阻电机的特性

磁阻电机具有以下特性：

  • 磁阻电机的效率和转矩较低。

  • 磁阻电机的功率因数低。

  • 磁阻电机无法将高惯性负载加速到同步速度。

  • 磁阻电机比其他任何类型的同步电机都便宜。

磁阻电机的应用

磁阻电机广泛应用于需要恒速的场合，例如计时和信号设备。

更新于：2021年9月18日

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