石磊國(guó)家新聞出版廣電總局723臺(tái)

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DF100A短波發(fā)射機(jī)用稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)特性分析

石磊
國(guó)家新聞出版廣電總局723臺(tái)

摘要：稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于短波發(fā)射機(jī)的調(diào)諧系統(tǒng)，作為調(diào)諧系統(tǒng)的動(dòng)力輸出裝置，其特性直接關(guān)系到短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確性和發(fā)射機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；因此有必要對(duì)其特性進(jìn)行分析，使其更好的滿(mǎn)足發(fā)射機(jī)維護(hù)的需要，保證發(fā)射機(jī)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

關(guān)鍵字：稀土永磁直流電動(dòng)機(jī) 短波發(fā)射機(jī)

1　前言

對(duì)于DF100A短波發(fā)射機(jī)的調(diào)諧系統(tǒng)動(dòng)力裝置來(lái)說(shuō)要求其工作穩(wěn)定，響應(yīng)快速，特別是在倒頻時(shí)為了保證在較短的時(shí)間內(nèi)完成倒頻，主要是通過(guò)電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)的自身特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而DF100A短波發(fā)射機(jī)的調(diào)諧系統(tǒng)動(dòng)力裝置采用的是稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)，永磁直流電動(dòng)機(jī)是由永磁體產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng)的直流電動(dòng)機(jī)，其主要采用的是高性能的稀土永磁材料，其特點(diǎn)是體積小，它縮小了磁鋼體體積，進(jìn)而提高了單位體積輸出功率；由于稀土永磁體的存在其抗去磁能力強(qiáng)，能夠在去磁環(huán)境下工作，因此特別適合于在高頻干擾環(huán)境下使用；此外其磁導(dǎo)率與空氣接近，磁阻增大，進(jìn)而減小了電樞反應(yīng)，保證了永磁電機(jī)能夠穩(wěn)定工作；此外其電壓調(diào)整率小，有較強(qiáng)的過(guò)載能力，同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大也特別大；同時(shí)其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，就保證能夠起快速啟動(dòng)，響應(yīng)迅速。稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)的這些特性恰恰滿(mǎn)足了DF100A短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)動(dòng)力裝置的要求。

2　稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

DF100A短波發(fā)射機(jī)中的稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)采用的是徑向式稀土永磁直流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其稀土永磁部分為瓦片結(jié)構(gòu)，均布粘貼在機(jī)殼上，同時(shí)與轉(zhuǎn)子保持著均勻一定的間隙，在瓦片的邊緣部分采用圓角或倒角形式，其目的是減小轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)子與瓦片間的空氣阻力。

3　稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性

3.1稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)的工作特性

永磁直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性主要是指工作特性和機(jī)械特性。其中工作特性主要包括速率特性，轉(zhuǎn)矩特性；永磁直流電動(dòng)機(jī)的速率特性主要指的是的轉(zhuǎn)速n與電樞電流Ia之間的變化關(guān)系，根據(jù)電動(dòng)機(jī)原理可知［1］

其中U是額定電壓，ra是電樞電阻，Ce為電勢(shì)常數(shù)，φ為電樞線(xiàn)圈的磁通量。運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)電壓通常不變，當(dāng)Ia增大，轉(zhuǎn)速減??；而Ia的增加，磁通量φ減小，轉(zhuǎn)速增加；由于能量的消耗小。因此說(shuō)稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力較強(qiáng)。

轉(zhuǎn)矩特性就是指電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Tm與輸出功率Pc的關(guān)系，其關(guān)系表達(dá)式如下［2］：

式中Td為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩，由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩為定值，Tc為輸出轉(zhuǎn)矩，θ為轉(zhuǎn)子的T角速度。當(dāng)輸入電壓一定時(shí)，隨著輸I出 功率的增加電磁轉(zhuǎn)矩m也要增加，輸出功率T增加電P樞電流a增大而電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速n又要下降，因此說(shuō)m 與c的變化并非直線(xiàn)而是曲線(xiàn)，是向上彎的曲線(xiàn)，隨著Pc的增大Tm的增大會(huì)越來(lái)越快。

3.2稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電壓為額定電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩Tm的變化關(guān)系曲線(xiàn)。由于Ia= TmCtφ 式中Ct為轉(zhuǎn)矩常數(shù)，通過(guò)前面的公式可以推導(dǎo)出其特性關(guān)系式如下［3］：

式中R1為電樞電阻的增量，它相當(dāng)于在電樞電阻里串聯(lián)一個(gè)可變電阻；在上式中可變量只有Tm、R1和n，隨著R1變大，特性曲線(xiàn)的斜率則不斷增加，說(shuō)明稀土電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性越來(lái)越軟；隨著R1變小，則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性越來(lái)越硬。

通過(guò)機(jī)械特性曲線(xiàn)能夠得出若要輸出定轉(zhuǎn)矩，獲得不同的轉(zhuǎn)速，可以改變R1實(shí)現(xiàn)，增大R1，轉(zhuǎn)速減??；減小R1，轉(zhuǎn)速增大。若要輸出固定轉(zhuǎn)速，得到不同串聯(lián)電阻轉(zhuǎn)矩，也可以調(diào)節(jié)R1，R1越大，輸出轉(zhuǎn)矩越??；R1越小，轉(zhuǎn)矩越大。

對(duì)于發(fā)射機(jī)的調(diào)諧系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其負(fù)載一般為定值即輸出轉(zhuǎn)矩一般為定值，可以通過(guò)在其電樞電路中串聯(lián)一個(gè)可變電阻來(lái)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越快其調(diào)諧速度越快，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)諧系統(tǒng)的快速調(diào)諧。

4　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)的特性進(jìn)行分析得出了稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)的工作特性和機(jī)械特性，這對(duì)DF100A短波發(fā)射機(jī)的調(diào)諧系統(tǒng)的維護(hù)有著重要意義。在對(duì)稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性進(jìn)行分析時(shí)得出了一種調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，也對(duì)稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)的控制提供了一種參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

［1］鐘明，劉衛(wèi)國(guó).稀土永磁電機(jī) ［M］.國(guó)防工業(yè)出版社出版.

［2］黃捷建，吳曉東.永磁無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其應(yīng)用［J］.微電機(jī)，第38卷，第5期，2005.

［3］朱達(dá)榮，朱衛(wèi)國(guó).低速高扭矩永磁直流電機(jī)的設(shè)計(jì)及參數(shù)解析計(jì)算［J］. 安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，第14卷，第4期，2006.