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二轮车启动电机开启转矩的解析。
内容简介:由于起动电机转子槽数小,起动电流大,电枢反应较强,气隙磁场畸变严重,使得定转子位置不同时起动转矩不同,因而在设计电机时,应考虑上述影响,使得Tstmin大于发动机对起动转矩的要求,才能确保在转子任何位置时都能起动。
  按照一般直流电动机的起动转矩计算公式Tst=pN2Πa5Ist=CT5Ist其中:Tst―起动转矩(Nm);p―电机极对数;N―电机总导体数;a―电机支路对数;5―起动时每极下的磁通(Wb);Ist―起动电流(A);CT―转矩常数。 
  对于已制成的电机,p、N、a均为常数,因而Tst∝5Ist,对于Ist相近时,电枢反应作用相近,磁通可以认为近似不变,所以Tst∝Ist。从上面试验数据可见第一次和第三次Ist近似相同,但起动转矩却有一定的差距,Tst1Tst3=0.85,从而出现了实测与计算的误差。分析出现上述起动转矩大小点问题,我们可以从直流电机电磁转矩计算公式的推导进行分析,从而得出定转子位置对起动转矩的影响。 
  在一般直流电机电磁转矩计算公式Tem=CT5Ia的推导过程中,忽略了齿槽的影响,假定转子绕组沿圆周均匀分布。而在摩托车起动电机中,由于体积小,转子外径小,转子上槽数较少,在这台125二极起动电机中,转子槽数为12槽,每槽内导体数为20,此外由于起动电机起动电流大,交轴电枢反应强烈,使得气隙下磁场畸变严重,气隙下各点磁密不相同,转子导体在各处所受力不同,因而若假定转子绕组沿圆周均匀分布则有一定误差。 
  精确的计算应求出每个槽内导体所受的力矩,再将整个转子上导体所受力矩相加即为电机的电磁转矩。 
  设某槽内导体数为NC,该槽所在处的磁密为Bx,则该槽内导体所产生的电磁转矩为Tz=NcBxLia其中:Bx―导体所在处磁密;L―导体有效长度;ia―导体中的电流。若转子槽数为Z2,则整个转子产生的转矩为Tem=∑Z2i=1NcBxLia由此可见,由于定转子位置不同,转子各槽中导体所在的气隙磁密不同,则产生的电磁转矩不同,从而出现了起动转矩的大小点问题。 
  结束从上可见,由于起动电机转子槽数小,起动电流大,电枢反应较强,气隙磁场畸变严重,使得定转子位置不同时起动转矩不同,因而在设计电机时,应考虑上述影响,使得Tstmin大于发动机对起动转矩的要求,才能确保在转子任何位置时都能起动。经过多次对多台125起动电机的测量,发现其起动转矩误差约在10%~20%左右,因而起动转矩设计时也应考虑20%左右的裕度,当然,该裕度主要与电枢反应影响的强弱和转子槽数多少有关。此外可通过一定措施来削弱电枢反应影响,比如增大机座磁密,使其接近饱和,或者增大磁钢的厚度,以增大电枢磁路磁阻,从而降低电枢反应的作用,减小气隙磁场的畸变,以克服起动转矩的大小点问题,满足起动要求。
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