Магнітне поле двигуна постійного струму зі збудженням від постійних магнітів

На даний час двигуни постійного струму зі збудженням від постійних магнітів (ДПС ПМ) широко застосовуються в транспортних засобах, побутових приладах, переносному електроінструменті внаслідок простої конструкції та невеликої вартості. Тому завдання створення математичних моделей їх розрахунку, які можна застосувати для проектування, є актуальним. Метою статті є уточнення математичної моделі магнітного стану ДПС ПМ та дослідна перевірка відповідності результатів експерименту результатам розрахунку. Для опису магнітного стану ДПС ПМ використана теорія магнітних та електричних кіл. Запропонована уточнена розгалужена заступна схема магнітопроводу ДПС ПМ з зосередженими параметрами. У цій схемі немагнітним ділянкам магнітопроводу відповідають постійні магнітні опори. Ділянкам магнітопроводу з феромагнітних матеріалів відповідають нелінійні магнітні опори, які представлені залежністю F[Ф] спаду намагнічуючої сили на магнітному опорі від магнітного потоку. Зубцева зону якоря, розміщена під магнітами, розбивається на m однакових секторів радіальними площинами, перпендикулярними до площини листів якоря. Заступна схема магнітопроводу описана системою нелінійних рівнянь, складених для однієї полюсної поділки двигуна з використанням методу контурних струмів. Ця система містить три рівняння контурів статора та (m – 1) рівнянь для контурів якоря. Наведені результати розрахунку потоку магніту та індукцій у різних ділянках магнітопроводу ДПС ПМ. Адекватність розрахунку магнітного кола ДПС ПМ перевірена стосовно потоку магніту. Дослідний взірець ДПС ПМ складається зі статора та необмотаного якоря. В діаметральних пазах якоря, заповнених діелектриком, намотана вимірювальна котушка, витки якої розташовані біля повітряного проміжку. Виводи вимірювальної котушки приєднані до флюксметра. Фіксувалося відхилення стрілки флюксметра під час обертання якоря від положення котушки, яке відповідає геометричній нейтралі, до її положення, що збігається з віссю полюсів. Розрахункове та дослідне значення потоку магніту збігаються з точністю 0,86%, що підтверджує адекватність запропонованої математичної моделі магнітного стану ДПС ПМ. Запропонована заступна схема магнітопроводу та система рівнянь, що її описують, можуть бути базою для створення математичних моделей розрахунку статичних характеристик та перехідних режимів ДПС ПМ.