[其他]磁粉間隙異步電動機

無效

• 申請號: 86201700
• 申請日: 1986-03-15
• 公開（公告）號: CN86201700U
• 公開（公告）日: 1987-05-06
• 發明（設計）人: 張金蓮
• 申請（專利權）人: 張金蓮
• 主分類號: H02K17/02
• 分類號: H02K17/02;H02K1/00
• 代理公司: 株洲市專利事務所
• 代理人: 劉志剛

本實用新型涉及到一種定、轉子間隙中充填一定量的可流動的鐵磁性物質，減少了磁化電流的異步電動機。

一般異步電動機和其他旋轉電機一樣，在定、轉子間存在空氣隙。一般中、小型異步電動機的空氣隙在0.2～2mm左右，異步電動機的空氣隙雖然小，但是由于空氣的導磁率很小，使氣隙磁阻在電動機磁路中占主要成份，從而氣隙所需磁勢一般占勵磁磁勢的60％左右，因此異步電動機從電網吸收較大的滯后電流，其勵磁電流一般占額定電流的20～40％，小型的還可達50％以上。為減少磁化電流，改善功率因數，應盡量減少氣隙，但是氣隙的最小值受電機結構、加工工藝和電氣性能的限制，不能無限制地縮小，從而磁化電流的減少和功率因數的改善也受以上因素的限制。

本實用新型的目的是提供一種顯著地減少磁化電流，改善功率因數的新型異步電動機。

本實用新型進行的改進是在異步電動機的氣隙中充填一定量的可流動的鐵磁性金屬物質如鐵粉，或者是可流動的鐵磁性金屬物質與為改善其性能而添加的附加成份的混合物（以下均稱為磁粉），而成為磁粉間隙，以顯著降低間隙磁阻減小勵磁磁勢，從而減少異步電動機所需要的磁化電流，提高其功率因數為防止磁粉泄漏，在定、轉子兩端安裝必要的密封圈，并采用密封軸承。

對異步電動機氣隙中充填的磁粉的一般要求是在強磁場中導磁率高、剩磁少，有足夠高的電阻率，磁粉顆粒粒形為球形或準球形，耐磨性、抗氧化性、抗結塊性、流動性和耐久性好。磁粉粒徑視不同規格異步電動機有所差別，而取流動性好的粒徑分布。基本滿足上述要求的有鐵鋁合金粉，鐵——鋁－鉻合金粉和工程純鐵粉等。為改善磁粉性能而添加的成份可以是液體（如低粘度的礦物油），或是固體（如氧化鋅、石墨、氧化錳或微晶玻璃）。

磁粉間隙異步電動機定、轉子氣隙中充填的磁粉量，如果用磁粉的松裝比重與間隙的容積的乘積所表示的重量規定為磁粉充填率是100％，一般規定磁粉間隙中充填率為90～100％。

磁粉間隙異步電動機定、轉子氣隙中充填了合符要求的磁粉后，其磁路的計算如下。

附圖1是磁粉間隙異步電動機中一個磁????極的主磁通所經磁路，1－定子軛，2－定子齒，3－磁粉間隙，4－轉子齒，5－轉子軛。

附圖2是磁粉間隙異步電動機的上半部剖面圖（卸掉端蓋和軸承等）。

1－外殼；

2－定子；

3－間隙；

4－密封圈；

5－轉子；

6－孔；

7－螺釘和銷釘。

參照附圖1可知磁粉間隙異步電動機所需磁化電流的計算，只需用磁粉間隙的相應數據，代替空氣隙的數據，即可求得。

當電動機穩定運轉時，由于離心力等的作用，磁粉將分布在間隙中緊靠定子的內側，因而在磁粉和轉子間形成微小的剩余氣隙δ₁、δ₁的大小由轉子的轉速、磁粉充填率等決定，磁粉間隙所需磁勢F_δ可以初步估算如后，磁粉間隙厚度稍有變小，其密度和導磁率稍有變大，其變大的作用抵消掉因剩余氣隙δ₁出現引起所需磁勢的增加。F_δ值仍為定、轉子相對靜止時的μ與δ乘積，當考慮定、轉子上齒槽的存在而引起磁密在磁粉中分布不勻的作用時，需加乘一個修正系數K_δ，即

F_δ＝K_δμδ （A） （1）

由（1）式可知，當磁粉的導磁率μ遠大于空氣的導磁率μ_O時，磁粉間隙異步電動機在定子繞組滿載時，為產生與普遍異步電動機相同大小的每極磁通φ，所需要的磁勢F從而磁化電流Im可以顯著減小，或者要顯著地減少勵磁電流Im，就需要采用高導磁率的磁粉。

磁粉間隙異步電動機因充填了磁粉而增加的損耗主要有，磁粉對轉子的摩擦力矩M₁，定、轉子兩端加裝的密封圈對轉子的摩擦力矩M₂，磁粉在交變磁場中的磁滯損失和渦流損失即磁粉的鐵損。下面分別敘述這幾種損耗的估算。

磁粉對轉子的摩擦力矩M₁的估算如下，當轉子穩定轉動時，轉子與最靠近它的一層磁粉通過碰撞交換動量，以維持該層磁粉轉動，設這種動量交換通過一次碰撞即完成，磁粉顆粒粒徑都為do并在直徑為Di（轉子外徑）的圓柱面上作面心密排，因do《Di，可略去圓弧的影響，在轉子穩定轉動時，最靠近轉子的那層磁粉與其余的磁粉同相互作用力矩Mf與轉子給予該層磁粉的力矩M₁相平衡，即M₁＝Mf