DF100A短波發射機用稀土永磁直流電動機特性分析

石磊國家新聞出版廣電總局723臺

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DF100A短波發射機用稀土永磁直流電動機特性分析

石磊
國家新聞出版廣電總局723臺

摘要：稀土永磁直流電動機廣泛應用于短波發射機的調諧系統，作為調諧系統的動力輸出裝置，其特性直接關系到短波發射機調諧系統工作的準確性和發射機系統運行的穩定性；因此有必要對其特性進行分析，使其更好的滿足發射機維護的需要，保證發射機安全穩定的運行。

關鍵字：稀土永磁直流電動機 短波發射機

1　前言

對于DF100A短波發射機的調諧系統動力裝置來說要求其工作穩定，響應快速，特別是在倒頻時為了保證在較短的時間內完成倒頻，主要是通過電動機的控制系統和電動機的自身特性來實現的。而DF100A短波發射機的調諧系統動力裝置采用的是稀土永磁直流電動機，永磁直流電動機是由永磁體產生勵磁磁場的直流電動機，其主要采用的是高性能的稀土永磁材料，其特點是體積小，它縮小了磁鋼體體積，進而提高了單位體積輸出功率；由于稀土永磁體的存在其抗去磁能力強，能夠在去磁環境下工作，因此特別適合于在高頻干擾環境下使用；此外其磁導率與空氣接近，磁阻增大，進而減小了電樞反應，保證了永磁電機能夠穩定工作；此外其電壓調整率小，有較強的過載能力，同時起動轉矩大也特別大；同時其轉動慣量小，就保證能夠起快速啟動，響應迅速。稀土永磁直流電動機的這些特性恰恰滿足了DF100A短波發射機調諧系統動力裝置的要求。

2　稀土永磁直流電動機的結構特點

DF100A短波發射機中的稀土永磁直流電動機采用的是徑向式稀土永磁直流驅動電動機，其稀土永磁部分為瓦片結構，均布粘貼在機殼上，同時與轉子保持著均勻一定的間隙，在瓦片的邊緣部分采用圓角或倒角形式，其目的是減小轉向時轉子與瓦片間的空氣阻力。

3　稀土永磁直流電動機的運行特性

3.1稀土永磁直流電動機的工作特性

永磁直流電動機的運行特性主要是指工作特性和機械特性。其中工作特性主要包括速率特性，轉矩特性；永磁直流電動機的速率特性主要指的是的轉速n與電樞電流Ia之間的變化關系，根據電動機原理可知［1］

其中U是額定電壓，ra是電樞電阻，Ce為電勢常數，φ為電樞線圈的磁通量。運行時電動機電壓通常不變，當Ia增大，轉速減小；而Ia的增加，磁通量φ減小，轉速增加；由于能量的消耗小。因此說稀土永磁直流電動機的過載能力較強。

轉矩特性就是指電動機的電磁轉矩Tm與輸出功率Pc的關系，其關系表達式如下［2］：

式中Td為轉子轉矩，由于轉子轉矩為定值，Tc為輸出轉矩，θ為轉子的T角速度。當輸入電壓一定時，隨著輸I出 功率的增加電磁轉矩m也要增加，輸出功率T增加電P樞電流a增大而電動機輸出轉速n又要下降，因此說m 與c的變化并非直線而是曲線，是向上彎的曲線，隨著Pc的增大Tm的增大會越來越快。

3.2稀土永磁直流電動機的機械特性

稀土永磁直流電動機的機械特性是指當電動機的電壓為額定電壓時，電動機的轉速n與電磁轉矩Tm的變化關系曲線。由于Ia= TmCtφ 式中Ct為轉矩常數，通過前面的公式可以推導出其特性關系式如下［3］：

式中R1為電樞電阻的增量，它相當于在電樞電阻里串聯一個可變電阻；在上式中可變量只有Tm、R1和n，隨著R1變大，特性曲線的斜率則不斷增加，說明稀土電動機的機械特性越來越軟；隨著R1變小，則電動機的機械特性越來越硬。

通過機械特性曲線能夠得出若要輸出定轉矩，獲得不同的轉速，可以改變R1實現，增大R1，轉速減小；減小R1，轉速增大。若要輸出固定轉速，得到不同串聯電阻轉矩，也可以調節R1，R1越大，輸出轉矩越小；R1越小，轉矩越大。

對于發射機的調諧系統來說，其負載一般為定值即輸出轉矩一般為定值，可以通過在其電樞電路中串聯一個可變電阻來對電機的轉速進行調節，電動機的轉速越快其調諧速度越快，從而實現調諧系統的快速調諧。

4　結語

通過對稀土永磁直流電動機的特性進行分析得出了稀土永磁直流電動機的工作特性和機械特性，這對DF100A短波發射機的調諧系統的維護有著重要意義。在對稀土永磁直流電動機的機械特性進行分析時得出了一種調節電動機轉速的方法，也對稀土永磁直流電動機的控制提供了一種參考依據。

參考文獻

［1］鐘明，劉衛國.稀土永磁電機 ［M］.國防工業出版社出版.

［2］黃捷建，吳曉東.永磁無刷直流電機驅動系統及其應用［J］.微電機，第38卷，第5期，2005.

［3］朱達榮，朱衛國.低速高扭矩永磁直流電機的設計及參數解析計算［J］. 安徽建筑工業學院學報，第14卷，第4期，2006.