DF100A短波发射机用稀土永磁直流电动机特性分析

石磊国家新闻出版广电总局723台



DF100A短波发射机用稀土永磁直流电动机特性分析

石磊
国家新闻出版广电总局723台

摘要：稀土永磁直流电动机广泛应用于短波发射机的调谐系统，作为调谐系统的动力输出装置，其特性直接关系到短波发射机调谐系统工作的准确性和发射机系统运行的稳定性；因此有必要对其特性进行分析，使其更好的满足发射机维护的需要，保证发射机安全稳定的运行。

关键字：稀土永磁直流电动机 短波发射机

1　前言

对于DF100A短波发射机的调谐系统动力装置来说要求其工作稳定，响应快速，特别是在倒频时为了保证在较短的时间内完成倒频，主要是通过电动机的控制系统和电动机的自身特性来实现的。而DF100A短波发射机的调谐系统动力装置采用的是稀土永磁直流电动机，永磁直流电动机是由永磁体产生励磁磁场的直流电动机，其主要采用的是高性能的稀土永磁材料，其特点是体积小，它缩小了磁钢体体积，进而提高了单位体积输出功率；由于稀土永磁体的存在其抗去磁能力强，能够在去磁环境下工作，因此特别适合于在高频干扰环境下使用；此外其磁导率与空气接近，磁阻增大，进而减小了电枢反应，保证了永磁电机能够稳定工作；此外其电压调整率小，有较强的过载能力，同时起动转矩大也特别大；同时其转动惯量小，就保证能够起快速启动，响应迅速。稀土永磁直流电动机的这些特性恰恰满足了DF100A短波发射机调谐系统动力装置的要求。

2　稀土永磁直流电动机的结构特点

DF100A短波发射机中的稀土永磁直流电动机采用的是径向式稀土永磁直流驱动电动机，其稀土永磁部分为瓦片结构，均布粘贴在机壳上，同时与转子保持着均匀一定的间隙，在瓦片的边缘部分采用圆角或倒角形式，其目的是减小转向时转子与瓦片间的空气阻力。

3　稀土永磁直流电动机的运行特性

3.1稀土永磁直流电动机的工作特性

永磁直流电动机的运行特性主要是指工作特性和机械特性。其中工作特性主要包括速率特性，转矩特性；永磁直流电动机的速率特性主要指的是的转速n与电枢电流Ia之间的变化关系，根据电动机原理可知［1］

其中U是额定电压，ra是电枢电阻，Ce为电势常数，φ为电枢线圈的磁通量。运行时电动机电压通常不变，当Ia增大，转速减小；而Ia的增加，磁通量φ减小，转速增加；由于能量的消耗小。因此说稀土永磁直流电动机的过载能力较强。

转矩特性就是指电动机的电磁转矩Tm与输出功率Pc的关系，其关系表达式如下［2］：

式中Td为转子转矩，由于转子转矩为定值，Tc为输出转矩，θ为转子的T角速度。当输入电压一定时，随着输I出 功率的增加电磁转矩m也要增加，输出功率T增加电P枢电流a增大而电动机输出转速n又要下降，因此说m 与c的变化并非直线而是曲线，是向上弯的曲线，随着Pc的增大Tm的增大会越来越快。

3.2稀土永磁直流电动机的机械特性

稀土永磁直流电动机的机械特性是指当电动机的电压为额定电压时，电动机的转速n与电磁转矩Tm的变化关系曲线。由于Ia= TmCtφ 式中Ct为转矩常数，通过前面的公式可以推导出其特性关系式如下［3］：

式中R1为电枢电阻的增量，它相当于在电枢电阻里串联一个可变电阻；在上式中可变量只有Tm、R1和n，随着R1变大，特性曲线的斜率则不断增加，说明稀土电动机的机械特性越来越软；随着R1变小，则电动机的机械特性越来越硬。

通过机械特性曲线能够得出若要输出定转矩，获得不同的转速，可以改变R1实现，增大R1，转速减小；减小R1，转速增大。若要输出固定转速，得到不同串联电阻转矩，也可以调节R1，R1越大，输出转矩越小；R1越小，转矩越大。

对于发射机的调谐系统来说，其负载一般为定值即输出转矩一般为定值，可以通过在其电枢电路中串联一个可变电阻来对电机的转速进行调节，电动机的转速越快其调谐速度越快，从而实现调谐系统的快速调谐。

4　结语

通过对稀土永磁直流电动机的特性进行分析得出了稀土永磁直流电动机的工作特性和机械特性，这对DF100A短波发射机的调谐系统的维护有着重要意义。在对稀土永磁直流电动机的机械特性进行分析时得出了一种调节电动机转速的方法，也对稀土永磁直流电动机的控制提供了一种参考依据。

参考文献

［1］钟明，刘卫国.稀土永磁电机 ［M］.国防工业出版社出版.

［2］黄捷建，吴晓东.永磁无刷直流电机驱动系统及其应用［J］.微电机，第38卷，第5期，2005.

［3］朱达荣，朱卫国.低速高扭矩永磁直流电机的设计及参数解析计算［J］. 安徽建筑工业学院学报，第14卷，第4期，2006.