El par dentado es causado por el par dentado. Si el circuito magnético está bien hecho, será más suave. Los detalles son los siguientes:
El par dentado es un fenómeno inherente al imán permanente. Motores. Cuando el devanado de la armadura no está energizado, el campo magnético generado por el imán permanente interactúa con el engranaje del núcleo de la armadura para producir torque en la dirección circunferencial. Se genera a partir de la fuerza tangencial entre los imanes permanentes y los dientes de la armadura, lo que hace que el rotor del motor de imanes permanentes tenga tendencia a alinearse con el estator en una determinada dirección, intentando posicionar el rotor en determinadas posiciones a partir de este. tendencia Un par oscilante producido [1].
El núcleo de la armadura del motor CC sin escobillas debe tener dientes y ranuras para poder colocar el devanado del estator. Debido a la existencia de las ranuras, el entrehierro es desigual y el flujo magnético está dentro de un paso de diente. está relativamente concentrado en los dientes, lo que hace que la permeabilidad del entrehierro no sea constante. Cuando el rotor gira, la energía almacenada del campo magnético del entrehierro cambia, produciendo un par dentado. Este par es constante y está relacionado con la posición del rotor, por lo tanto, a medida que cambia la posición del rotor, se producen ondulaciones del par. Está relacionado con el tamaño estructural del rotor, la estructura de las ranuras de los dientes del estator, el tamaño del entrehierro, la forma de los polos magnéticos y la distribución del campo magnético, etc., pero no tiene nada que ver con factores como cómo se colocan los devanados en las ranuras y cuánta corriente se alimenta a cada devanado de fase.
El par dentado hará que el par del motor fluctúe, produzca vibración y ruido, y provocará fluctuaciones de velocidad, lo que impedirá que el motor funcione suavemente y afectará el rendimiento del motor. Al mismo tiempo, el motor produce vibraciones y ruidos indeseables. En un variador de velocidad, cuando la frecuencia de pulsación del par es consistente con la frecuencia de vibración mecánica del estator o rotor, la vibración y el ruido generados por el par dentado se amplificarán. La existencia de par dentado también afecta el rendimiento a baja velocidad del motor en el sistema de control de velocidad y el posicionamiento de alta precisión en el sistema de control de posición.
2. Diferentes métodos de debilitamiento y análisis comparativo
(1) Ranura inclinada o polo inclinado: la ranura inclinada del estator o el polo inclinado del rotor es el más eficaz y ampliamente utilizado para suprimir la pulsación del par dentado. Uno de los métodos, este método se utiliza principalmente para motores con una gran cantidad de ranuras de estator y una dirección axial larga [3]. La práctica ha demostrado que el canal reduce la amplitud de cada armónico del par electromagnético del motor. La formación de la fuerza electromotriz del devanado causada por la ranura inclinada o el polo inclinado aumentará la ondulación del par electromagnético. Los postes inclinados rara vez se utilizan en ingeniería debido al complejo procesamiento y los altos costos de material.
(2) Cambio de bloque de polos magnético: dado que el polo inclinado del rotor aumentará considerablemente el costo y la tecnología de procesamiento también se volverá complicada, el método de cambio de bloque de polos magnético se usa a menudo en aplicaciones, calculado por Obtenga el coeficiente de arco del polo magnético y luego optimícelo. Finalmente, varias piezas de acero magnético segmentado se escalonan en un cierto ángulo en la dirección circunferencial para aproximadamente equivalente a un polo magnético continuo. Generalmente hay dos cambios. métodos: cambio continuo de broca y cambio cruzado, el primero elimina todos los componentes armónicos del par dentado, excepto los múltiplos enteros del número de bloques magnéticos, mientras que el segundo solo puede eliminar los armónicos impares del par dentado y no tiene ningún efecto sobre los pares. armónicos.
(3) Método de ranura fraccionada: este método puede aumentar la frecuencia de la onda fundamental del par dentado y reducir significativamente la pulsación del par dentado. Sin embargo, después de usar ranuras fraccionarias, la distribución de los devanados debajo de cada polo es asimétrica, de modo que el componente de par efectivo del motor se compensa parcialmente y el par promedio del motor también se reducirá en consecuencia [5].
(4) Método de cuña de ranura magnética: el método de cuña de ranura magnética consiste en aplicar una capa de lodo de ranura magnética en la ranura del estator del motor y, después de la solidificación, se forma una cuña de ranura con cierta permeabilidad magnética. . La cuña de ranura magnética reduce el impacto de la apertura de la ranura del estator, haciendo que la distribución de la permeancia magnética del entrehierro entre el estator y el rotor sea más uniforme, reduciendo así la ondulación del par causada por el efecto de engranaje [6]. Dado que la permeabilidad magnética del material de la cuña de la ranura magnética no es muy buena, el grado de debilitamiento de la ondulación del par es limitado.
(5) Método de ranura cerrada: la ranura del estator no tiene aberturas, el material de la ranura es el mismo que el material del diente y la ranura tiene mejor conductividad magnética, por lo que la ranura cerrada puede eliminar la rotación de manera más efectiva que la cuña de ranura magnética. Momento de pulsación[7]. Sin embargo, el uso de ranuras cerradas supone un gran inconveniente para las incrustaciones del devanado. También aumenta en gran medida la reactancia de fuga de las ranuras y aumenta la constante de tiempo del circuito, afectando así a las características dinámicas del sistema de control del motor. El par dentado también se puede reducir reduciendo el ancho de la ranura. Sin embargo, reducir el ancho de la ranura puede debilitar el par dentado, pero trae dificultades al proceso de bobinado fuera de línea. Además, también aumenta la fuga de flujo magnético, lo que en última instancia afecta la salida del motor. .
(6) Optimice el diseño del imán: bajo magnetización paralela, el campo magnético del entrehierro del motor y la forma de onda de la fuerza electromotriz trasera están más cerca de la onda sinusoidal, y la magnetización paralela tiene menos impacto en la ondulación del par; el número de pares de polos del motor, cuanto mayor es la ondulación del par, cuanto mayor es el coeficiente del arco polar del motor, menor es la ondulación del par [8].
(7) Devanado sin ranura: el par dentado se genera esencialmente por la interacción de la fuerza magnetomotriz generada por el imán permanente y el cambio en la reluctancia causado por la ranura del estator, por lo que es el más completo. El método más sencillo es utilizar una estructura de bobinado sin ranuras. La estructura sin ranura se ha utilizado en motores de CC ya a mediados de la década de 1970. Los devanados del inducido se pegan en la superficie lisa del rotor, o se convierten en bobinas móviles o devanados impresos de motores de disco, sin importar la forma. Cuando se utiliza el espesor del devanado del inducido, siempre es un componente del entrehierro real. Por lo tanto, el entrehierro equivalente real del motor sin ranuras es mucho mayor que el del motor ranurado, y el potencial magnético de excitación requerido también es mucho mayor, lo cual limitó la capacidad y el desarrollo de los motores sin ranura en los primeros días. En los últimos años, el rápido desarrollo de materiales magnéticos permanentes con productos de alta energía magnética como NeFeB ha brindado oportunidades para la puesta en práctica de máquinas Rl de imanes permanentes sin ranura. Los devanados sin ranura que se utilizan actualmente en los motores de CC sin escobillas de imanes permanentes se pueden dividir principalmente en tres categorías: devanados de anillo, devanados concentrados que no se superponen y devanados de copa.
(8) Método de ranura auxiliar: el propósito de agregar ranuras auxiliares es reducir los componentes armónicos principales. Al mismo tiempo, la ranura auxiliar en sí generará armónicos cuando los armónicos generados por la ranura auxiliar sean. diferente del original Cuando los armónicos generados por la subunidad cambian de fase, el par de posicionamiento aumentará; de lo contrario, el par de posicionamiento disminuirá [10]. El ángulo entre la línea central de la ranura auxiliar y la línea central del punzón del estator determina si están en fase o antifase. Los armónicos generados por los surcos auxiliares agregados compensarán los armónicos de orden P de los componentes armónicos dañinos originales. La función de agregar dos surcos auxiliares en posiciones simétricas en el mismo punzón es cancelar los componentes armónicos entre sí. y reducir la posición de apertura del foso de punzonado puede reducir los cambios de energía. En una misma pieza punzonada, ranuras auxiliares dispuestas en posiciones simétricas pueden conseguir mejores resultados.