Рис. 8.3  MG машины с тремя воздушными зазорами

220 
Рис. 8.5 
Машины с магнитной передачей с одним воздушным зазором 
Если не указано иное, все обсуждения о верньерных постоянных магнитах машин фактически относятся 
к верньерным постоянным магнитам машинам с ротором постоянных магнитов.
8.2.2.1 ВПМ с постоянными магнитами на роторе 
На рис. 8.6 показана конфигурация наиболее распространенной верньерной машины на постоянных 
магнитах, в которой в статоре установлены трехфазная обмотка статора, а детали ПМ установлены на 
роторе. По своей структуре такая конфигурация сходна с обычной бесщеточной машинойна постоянных 
магнитах, тем не менее, машина с верньерным приводом на постоянных магнитах имеет две особенности: 
статор с равномерно выбитыми зубьями на поверхности в направлении воздушного зазора и большое число 
полюсов ротора (Toba и Lipo, 1999). Такие особенности выражены формулой 
где 
p
, 
N
s
, и 
N
r
 
это число обмоток ротора пар полюсов, число зубцов статора, и число пар полюсов ПМ 
ротора, соответственно. Например, когда 
N
s
 
= 18 и 
p 
= 1, то результат 
N
r
 
= 17, что является машиной с 
верньерными постоянными магнитами с трех-фазным ротором ПМ с двумя полюсами обмотки ротора, 18 
зубов в статоре, и 34 полюса ПМ в роторе как показано на рис. 8.6.
Рис. 8.6
Конфигурация ВПМ: ротор-постоянные магниты 
По сути, ПМ создают поле многополюсной магнитодвижущей силы (ММДС), которое модулируется 
изменением проницаемости зубьев. Количество пар полюсов ПМ и число железных зубцов схожи, но не 

221 
равны, так что поток ротора имеет относительно низкое число полюсов. Поведение этой магнитной цепи 
напоминает действие верньерного датчика, где есть образцы выравнивания и смещения. Когда ротор 
вращается с шагом в один полюс ПМ, связь флюса меняет полярность. Скорость вращения 
приконфигурации выравнивания, таким образом, намного выше, чем у самого ротора. Следовательно, ЭДС 
(электродвижущая сила), индуцируемая в обмотке ротора, пропорциональна скорости изменения 
магнитной связи и имеет высокую частоту и большую величину. Это снижение скорости за счет скорости 
поля ротора до показателя скорости ротора называется эффектом магнитного зацепления, который работает 
как механическое зубчатое колесо для уменьшения скорости или усиления крутящего момента. Таким 
образом, ВПМ обладает присущим ей качеством: работа на низкой скорости с высоким крутящим 
моментом.
Статор имеет две конфигурации: с пазом и зубом, – расщепленный полюс и открытый паз (Toba и Lipo, 
1999). Как показано на рис. 8.7, конфигурация с расщепленным полюсом имеет преимущество, 
заключающееся в наличии большого количества зубьев, но подвержена проблемам наличия мертвых зон 
между зубцами. С другой стороны, в конфигурации с открытыми пазами полностью используются прорези 
для размещения катушек, но нетгибкости в отношении изменения количества зубьев.
Что касается ротора, существует две основных конфигурациипо типу расположения постоянных 
магнитов: поверхностный магнит и магнит-вкладыш (Toba и Lipo, 1999). Как показано на рис. 8.8, 
конфигурация с поверхностным магнитом включает полюсные наконечники ПМ с чередующимися 
полярностями N и S, установленные на поверхности ротора, что дает преимущество, которое заключается в 
простоте монтажа, в то время как при конфигурации, которая предусматривает использование магнитов-
вкладышей ПМ с полюсами с одинаковой полярностью N или S, вставленных на поверхность ротора, 
достигается преимущество, которое заключается в физической прочности. Наиболее важным вопросом 
этих типов является влияние расположения ПМ на индуктивность фазы. Благодаря ротору с 
поверхностным магнитом толщина ПМ практически увеличивает воздушный зазор, так что машина 
демонстрирует относительно низкую фазовую индуктивность. Наоборот, при использовании ротора с 
магнитом-вкладышем железный сердечник ротора непосредственно обращен к воздушному зазору, так что 
индуктивность фазы становится относительно высокой. Такая высокая индуктивность ухудшит 
коэффициент мощности и вызовет трудности в управлении током.

жүктеу/скачать 23,63 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: