磁滞式微型同步电动机：原理、应用及发展

磁滞式微型同步电动机的转子是由硬磁性材料制造的。其定子和其他微型同步电动机一样。它是利用磁滞作用产生转矩的同步电动机。

硬磁材料的磁滞现象非常显著，其磁滞回线宽，剩磁与矫顽力的值很大。硬磁材料被磁化时，阻碍磁分子运动的相互摩擦力甚大。硬磁材料在交变磁化时，磁滞现象表现为其磁通密度B滞后于磁场强度H一个时间角。

磁滞式微型同步电动机就是靠转子的磁滞现象产生的磁极和定子旋转磁场互相作用，产生转矩而运行的。

图7-19a所示电动机的转子是一个硬磁材料制成的实心圆柱体。当大小不变的定子磁场在空间固定不动时，转子处于恒定磁化状态。转子上的磁分子沿定子磁场方向排列，转子磁场和定子磁场方向一致。转子所受的电磁转矩T=0。

当定子磁场在空间旋转时，如图7-19b所示。转子处于旋转磁化状态。转子上的磁分子要不停的改变方向，力图使其与定子磁场方向保持一致。但由于硬磁材料的磁滞特性，不能使它即刻跟上定子旋转磁场，而是始终落后于定子磁场一定的空间角度δ_c，δ_c称为磁滞角。磁滞角δ_c的存在使转子受到一个转矩T_c，T_c的方向和定子磁场旋转方向相同。T_c称为磁滞转矩。在T_c的作用下转子以同步于定子磁场的转速旋转。

磁滞式同步电动机中，当定子旋转磁场一定时，转子磁滞角δ_c的大小只取决于硬磁材料的磁化特征，所以δ_c和T_c都是常数，与旋转磁场的转速无关。因此，此类电动机在起动时磁滞转矩T_c仍然存在，使电动机能自行起动，而且起动转矩比较大。这是它的一个突出优点。

磁滞式电动机的机械特性在理想时如图7-20所示。当负载转矩为T_L时，工作点在a点，aC为运行段。最大负载转矩T_max要小于T_c。

图7-19 硬磁材料的转子磁化情况

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图7-20 磁滞式同步电动机的机械特性

磁滞式同步电动机的转子，多数采用环形硬磁材料，用冲片迭压而成，或用整块铸造而成。里面有一个套筒，如图7-21a所示。

图7-21 磁滞式同步电动机的转子

若在永磁式电动机转子的永久磁极外圆上，再装上硬磁材料的磁滞环，如图7-21b所示。这样，电动机既能产生较大的起动转矩，又能增加运行时的同步转矩，比笼型异步起动要优越得多。

功率较小的磁滞式同步电动机，定子可采用罩极结构。它和单相罩极异步电动机一样。转子侧由薄片形状的硬磁材料制成。薄片形状还可以是磁路不对称的，有直轴和交轴之分。这样，电动机运行时既有磁滞转矩又有反应转矩，如图7-22所示。电钟就采用这种电动机。

图7-22 罩极磁滞式同步电动机