[其他]磁粉间隙异步电动机

说明书

本实用新型涉及到一种定、转子间隙中充填一定量的可流动的铁磁性物质，减少了磁化电流的异步电动机。

一般异步电动机和其他旋转电机一样，在定、转子间存在空气隙。一般中、小型异步电动机的空气隙在0.2～2mm左右，异步电动机的空气隙虽然小，但是由于空气的导磁率很小，使气隙磁阻在电动机磁路中占主要成份，从而气隙所需磁势一般占励磁磁势的60％左右，因此异步电动机从电网吸收较大的滞后电流，其励磁电流一般占额定电流的20～40％，小型的还可达50％以上。为减少磁化电流，改善功率因数，应尽量减少气隙，但是气隙的最小值受电机结构、加工工艺和电气性能的限制，不能无限制地缩小，从而磁化电流的减少和功率因数的改善也受以上因素的限制。

本实用新型的目的是提供一种显著地减少磁化电流，改善功率因数的新型异步电动机。

本实用新型进行的改进是在异步电动机的气隙中充填一定量的可流动的铁磁性金属物质如铁粉，或者是可流动的铁磁性金属物质与为改善其性能而添加的附加成份的混合物（以下均称为磁粉），而成为磁粉间隙，以显著降低间隙磁阻减小励磁磁势，从而减少异步电动机所需要的磁化电流，提高其功率因数为防止磁粉泄漏，在定、转子两端安装必要的密封圈，并采用密封轴承。

对异步电动机气隙中充填的磁粉的一般要求是在强磁场中导磁率高、剩磁少，有足够高的电阻率，磁粉颗粒粒形为球形或准球形，耐磨性、抗氧化性、抗结块性、流动性和耐久性好。磁粉粒径视不同规格异步电动机有所差别，而取流动性好的粒径分布。基本满足上述要求的有铁铝合金粉，铁——铝－铬合金粉和工程纯铁粉等。为改善磁粉性能而添加的成份可以是液体（如低粘度的矿物油），或是固体（如氧化锌、石墨、氧化锰或微晶玻璃）。

磁粉间隙异步电动机定、转子气隙中充填的磁粉量，如果用磁粉的松装比重与间隙的容积的乘积所表示的重量规定为磁粉充填率是100％，一般规定磁粉间隙中充填率为90～100％。

磁粉间隙异步电动机定、转子气隙中充填了合符要求的磁粉后，其磁路的计算如下。

附图1是磁粉间隙异步电动机中一个磁    极的主磁通所经磁路，1－定子轭，2－定子齿，3－磁粉间隙，4－转子齿，5－转子轭。

附图2是磁粉间隙异步电动机的上半部剖面图（卸掉端盖和轴承等）。

1－外壳；

2－定子；

3－间隙；

4－密封圈；

5－转子；

6－孔；

7－螺钉和销钉。

参照附图1可知磁粉间隙异步电动机所需磁化电流的计算，只需用磁粉间隙的相应数据，代替空气隙的数据，即可求得。

当电动机稳定运转时，由于离心力等的作用，磁粉将分布在间隙中紧靠定子的内侧，因而在磁粉和转子间形成微小的剩余气隙δ₁、δ₁的大小由转子的转速、磁粉充填率等决定，磁粉间隙所需磁势F_δ可以初步估算如后，磁粉间隙厚度稍有变小，其密度和导磁率稍有变大，其变大的作用抵消掉因剩余气隙δ₁出现引起所需磁势的增加。F_δ值仍为定、转子相对静止时的μ与δ乘积，当考虑定、转子上齿槽的存在而引起磁密在磁粉中分布不匀的作用时，需加乘一个修正系数K_δ，即

F_δ＝K_δμδ （A） （1）

由（1）式可知，当磁粉的导磁率μ远大于空气的导磁率μ_O时，磁粉间隙异步电动机在定子绕组满载时，为产生与普遍异步电动机相同大小的每极磁通φ，所需要的磁势F从而磁化电流Im可以显著减小，或者要显著地减少励磁电流Im，就需要采用高导磁率的磁粉。

磁粉间隙异步电动机因充填了磁粉而增加的损耗主要有，磁粉对转子的摩擦力矩M₁，定、转子两端加装的密封圈对转子的摩擦力矩M₂，磁粉在交变磁场中的磁滞损失和涡流损失即磁粉的铁损。下面分别叙述这几种损耗的估算。

磁粉对转子的摩擦力矩M₁的估算如下，当转子稳定转动时，转子与最靠近它的一层磁粉通过碰撞交换动量，以维持该层磁粉转动，设这种动量交换通过一次碰撞即完成，磁粉颗粒粒径都为do并在直径为Di（转子外径）的圆柱面上作面心密排，因do《Di，可略去圆弧的影响，在转子稳定转动时，最靠近转子的那层磁粉与其余的磁粉同相互作用力矩Mf与转子给予该层磁粉的力矩M₁相平衡，即M₁＝Mf