反应式步进电机(VR型可变磁阻电机)的转矩产生及功率角

转子为非永久磁铁,是凸极导磁体(电工纯铁或硅钢板等),没有磁化时,与凸极发电机转子相同。如上一篇所介绍PM型永磁步进电机的圆柱形转子时,从定子磁极向转子看的磁阻,对转子任意位置均相同,不会产生转矩。而如下图所示的VR型步进电机的凸极转子可以产生电磁转矩,带动负载转矩旋转。

VR型反应式可变磁阻步进电机

上图所示是VR型步进电机(及可变磁阻的反应式步进电机),其外侧定子磁极以n0速度旋转,电磁力即产生吸引力以平衡负载转矩,以负载角δ工作。由电磁原理得知,电磁吸引产生的转矩T2使转子向磁阻减小趋势方向运行,图中所示假设逆时针方向转矩为正,顺时针方向转矩为负,则有如下关系:

  • δ=0时,T2=0
  • π/2>δ>0时,T2>0
  • δ=π/2时,T2=0
  • π>δ>π/2时,T2<0
  • δ=π时,T2=0

这些T2与δ之间的关系为正弦,如下图所示,表达式为:

T2=Tm2sin2δ

此转矩是由于凸极转子产生的,称为磁阻转矩,其变化周期为T1周期的1/2。

VR型反应式可变磁阻步进电机的转矩与负载角

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