?振動電機瞬態起動性能及穩態運行

振動電機瞬態起動性能及穩態運行

　　振動電機起動初期，由于定子電流中存在非周期分量，三相電流除產生一個同步旋轉的磁場外，還會產生一個隨時間衰減的靜止不動的磁場；該磁場與轉子永磁體磁場相對位置的不同會導致起動初始階段防爆振動電機的飽和程度以及氣隙磁密的波動幅值有明顯的差別，從而對起動過程中的電磁轉矩及定子電流產生顯著的影響。為此本節利用時步有限元分析了不同轉子位置和通電時刻對永磁防爆振動電機瞬態起動特性的影響，并通過實測對分析結果進行了驗證。

　　三相基波電流將產生一初始時刻與永磁體磁場一致且同步旋轉的磁場，而三相電流中的非周期分量必然產生一個與基波旋轉磁場大小相等，方向相反、靜止不動且隨時間衰減的磁場。由于起動初始階段轉子轉速很低，由非周期電流產生的衰減磁場在較長的時間內與永磁體磁場相互抵消，這使得起動初期防爆振動電機內的飽和程度較低，從而使得A相電流的幅值相對較小。

　　由于電磁轉矩波動幅值與氣隙磁密相關，從而使得前者對應的脈動轉矩幅值遠大于后者。進一步的研究發現，永磁防爆振動電機起動沖擊轉矩和沖擊電流的大小僅與轉子位置角和通電相角的相對值有關，非周期電流產生的衰減磁場會使防爆振動電機內磁場明顯增強，起動初期的沖擊電流、沖擊轉矩以及由此引起的防爆振動電機振動明顯加強；非周期電流產生的衰減磁場會明顯地削弱原來的永磁體磁場，使得起動初期的沖擊電流和沖擊轉矩較小，防爆振動電機起動時比較平穩。當負載轉動慣量較大時，不同轉子位置和通電時刻對整體起動過程的影響相對較小，防爆振動電機在相同的負載下起動時，達到同步速所需的時間基本相等。

　　起動初始階段非周期衰減磁場與永磁體磁場相互增強的工況，因而相應的沖擊電流和轉矩均較大；非周期衰減磁場與永磁體磁場相互削弱的工況，因而沖擊電流和轉矩較小，這與有限元計算的分析結果是一致的。由于起動過程中防爆振動電機本身在加速，實測軸輸出轉矩與有限元計算轉矩之間存在著一定的誤差。此外，防爆振動電機起動過程中往往伴隨著劇烈的振動，這對測試系統的安裝精度及扭矩儀本身的動態響應特性都提出了很高的要求，永磁防爆振動電機動態轉矩的準確測試也是一個需要深入研究的問題。