混合式步进电动机绕组电感的研究(1)
程 智(浙江大学杭州310027)
摘 要 采用简化磁网络模型，对二相混合式步进电动机相绕组的电感以及绕组间的互感进行基础的分析，表明既使在简化情况，齿层磁导仅含有恒定分量及基波分量，且为线性时，绕组电感也不是恒定值，与转子位置有关；相绕组间的互感也不为零，也是随转角变化的2次谐波分量。分析过程揭示了电感和互感随转角变化的机理，与轴向分量磁通密切相关。
叙 词 步进电动机绕组电感互感
1 引 言
为了对混合式步进电动机系统的各类运行问题进行深入的研究，给电动机、驱动器及应用系统的优化设计指出方向，建立精确的分析模型是一项重要的基础研究，至今还有很多工作要做[2]。其中，电动机绕组的电感是最为重要的参数，它的确描述与表达很是复杂。混合式步进电动机磁系统的结构及运行方式皆较为特殊，按常规电机的结构及运行方式得出的概念直接套用，常常会导致错误的认识。
因此，对混合式步进电动机的绕组电感作一些基础 与转子位置的关系等，为电感模墅的进一步精确化的分析十分必要。
2 简化磁网络模型
本文从简化的磁网络模型出发，用线性分析 的方法，对绕组电感作基本的分析，得出一些有益的基本规律，包括电感、互感与齿层磁导参数的关系及以典型结构的二相8极混合式步进电动机为例进行讨论，其原理性结构如图1所示。为了清楚起见，采用最简化的磁网络模型，模型中忽略了定子极间的漏磁、永磁体的漏磁回路、径向和轴向轭部磁路的磁阻。这类简化不会对定性分析的结论有原则性的影响，需作定量考虑时也没有原则性的困难。定子8个极中，在一条直径上相对的2个磁极电磁状态完全相同，可以合并，这样电机的每一端仅有4条支路，如图2所示.图中相应极上的磁势，它们的值由绕组内的电流值、绕组每极匝数及电流方向决定. 的齿层磁导。aa2、ab2、ac2及ad2则为(ⅱ)端铁心段相 只有转子永磁体产生的磁通，图2简化为一简单的直应极的齿层磁导。这些磁导参数都是转子位置角的 流磁路，不难得出永磁体支路的磁通为：周期性函数，以转子齿距为变化周期。
用n表示每极绕组的匝数，根据各个极钱圈的角绕向及连接，可得到a相和b相绕组的总磁链为：
am为永磁体 里的内部磁导，f为永磁体的磁势。
坐标，以转子小齿中心线与参考坐标间的夹角表示是考虑永磁体内部磁压降的系数。如果a。转子的角使置，如图3所示。不计周期性磁导函数的 内部磁压降为零全部加在外部磁路的磁压下降，外部磁路的总磁导为2ao；一端铁心4条支路的总磁磁压下降各条磁支路的磁通：
次及以上各次谐波分量，且接线性考虑时，可得：
(ⅱ)端转子铁心相对于(i)端错位1/2齿距
3定子绕组电流为零
把永磁体看成一个等效的励磁绕组，则等效励磁绕组与定子相绕组之间的互感为：
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