2极电机的轴为何要纳入磁路构建

电机技术内参 2025-02-23 09:06:45

相对于其他机械设备,电机产品涉及到机械、电气和风路等多种工程参数,是一种相对复杂的机械产品。从电机的机械性能分析,电机轴作为电机机械构造的关键零部件,承载了电机的物理构造及机械能输送功能;在电气性能方面,电机的轴可能会参与其磁路的框架,因而电机轴的材料可能对电机的电气性能有一定影响。

关于不锈钢轴的适用性讨论中,涉及到电机修理过程中2极电机轴更换的选材问题,主要缘于2极电机轴参与电机磁路的构成问题,那么,为何2极电机需要将轴纳入电机磁路呢?

直观上分析,2极电机的转子直径相对较小。对于同功率同中心高电机,不同极数的电机零部件的差别主要体现在定转子的直径上,多极低速电机的转子外径较大;从机械输出的要求分析,低速电机的转矩较大,对应的转轴直径也相对较大。

对于2极电机,缘于转子直径较小的特征,即电机转子的导磁面积较多极数的电机要小,为了有效提长升转子的导磁效果,会将导磁转轴纳入磁路,有效限定电机的磁饱和程度。

从电机转子冲片的特征也可以发现,转子轭部面积较小,也需要将轴纳入磁路,以有效降低磁通密度,整体提升电机的性能水平。转子铁芯直接套在轴上的2级电机,转子电流频率较低,有部分磁通渗入转轴,计算轭部磁路时,转轴直径按实际轴的1/3计算,更换为不导磁的不绣钢轴时,若原始方案转子轭部接近饱和,必然导致励磁电流值剧增,额定运行电流增长过大,电机温升剧增,绕组过热而烧毁。当原始方案转子轭部磁路不饱和时,励磁电流值增长不明显,则不会影响电机运行。

从直观的面积对比分析,2极电机轴孔面积相对于整个转子冲片面积的占比较大,因而轴的导磁能力直接影响到整台电机的性能,而多极低速电机转子外径较大,对应的导磁面积也大,因而对于轴本身的导磁性要求不高,对于一些大规格的电机,也会采用幅板轴,或采用轴向通风结构的转子冲片,即以铁芯的磁饱和程度为界定条件,可以相对灵活在轴或转子片采取一些改善通风效果或降低材料成本的措施。

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