在步進(jìn)電機(jī)的工作中,定子片所產(chǎn)生的磁場(chǎng)是隨電流方向的不斷改變而改變的。電流變化所需要的時(shí)間很短,因此,要求定子片磁場(chǎng)也要迅速地改變,這就決定了定子片的材料應(yīng)選擇充磁及去磁曲線較窄的軟磁性材料,并且要有較高的μ值,以提高電機(jī)的工作效率。目前,手表中常用的坡莫合金就是一種效果較好的軟磁性材料。
手表維修:步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)是不變的,顯然是越穩(wěn)定、越高越好。這樣,在選擇轉(zhuǎn)子的材料時(shí),應(yīng)考慮用硬磁性材料。釤鈷磁鋼能滿足這一要求,因?yàn)獒熲挻配撛谧龀呻姍C(jī)轉(zhuǎn)子前,對(duì)外是不顯磁性的,只有經(jīng)過加工充磁穩(wěn)磁后才產(chǎn)生較穩(wěn)定的磁場(chǎng)。電機(jī)工作時(shí),定子片的磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子有一定的影響,但作用時(shí)間很短,影響不是很大。盡管如此,我們還是希望轉(zhuǎn)子在去磁特性曲線上的工作點(diǎn)高一些。為了達(dá)到這個(gè)目的,一方面,要用磁性能較穩(wěn)定。磁能積較高的硬磁材料,另一方面,也要使磁鋼充磁時(shí)能達(dá)到飽和充磁條件。一般地講,磁性材料的去磁特性曲線并不是單一的,它與充磁情況有關(guān)。如果在充磁時(shí),外加的磁場(chǎng)沒有使磁鋼達(dá)到足夠飽和的B值,而只是達(dá)到較低的B值。在減小外界磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值將沿著的曲線b變化。這時(shí)所得到的去磁特性曲線B,、H。比起前面所講的去磁曲線B、H要低,磁鋼也就不能獲得應(yīng)有的效能。要達(dá)到飽和充磁,其條件為:
手表維修:磁能積是硬磁性材料的主要性能指標(biāo)之,是外加磁場(chǎng)強(qiáng)度和硬磁性材料磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積。圖14-13是磁能積曲線。由圖可知,磁能積的數(shù)值在B=B、H=0或B=0、H=H時(shí)為零,在中間的某一點(diǎn)B=B、H=H處為最大。對(duì)于電機(jī)轉(zhuǎn)子所使用的硬磁性材料,磁能積越高越好,因?yàn)殡姍C(jī)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,轉(zhuǎn)子的磁能積(BHo)高說明能量轉(zhuǎn)換的效率高,手表電機(jī)的轉(zhuǎn)子所采用的材料主要有釤鈷、鐠鈷、H鐠釤鈷和混合稀土鈷等幾種材料,這些材料的磁能積都是很高的。
手表維修:為了使單相步進(jìn)電機(jī)能正常起動(dòng)、定位和具有固定的旋轉(zhuǎn)方向,必須具備兩個(gè)力矩作用于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。一是轉(zhuǎn)子的定位力矩,即在線圈不通電時(shí),僅由轉(zhuǎn)子磁鋼與定子片間產(chǎn)生的力矩。當(dāng)線圈中無(wú)電流時(shí),轉(zhuǎn)子磁鋼將會(huì)停留在與定子片間隙最小的地方。所示稱為穩(wěn)定平衡位置,(b)、(d)所示稱為不穩(wěn)定平衡位置。轉(zhuǎn)子在穩(wěn)定平衡位置時(shí),若受外力影響而離開穩(wěn)定平衡位置時(shí),能自己返回到原穩(wěn)定平衡位置;但轉(zhuǎn)子在不穩(wěn)定平衡位置時(shí),若受到外力影響而離開不穩(wěn)定平衡位置時(shí),則能轉(zhuǎn)到穩(wěn)定平衡位置上去。這些都是因?yàn)槭艿蕉ㄗ悠娃D(zhuǎn)子間的定位力矩的作用的結(jié)果。二是轉(zhuǎn)子和定子線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)之間的電磁力矩。這是由于電機(jī)定子線圈通電后,定子片產(chǎn)的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁鋼的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的力矩,稱為電磁力矩。