新能源電機開關磁阻電機原理
發布時間:2020-06-03 責任編輯:wenwei
【導讀】繼變頻調速係統、直流電動機調速係統之後最具備優勢的新一代無極調速係統是開關磁阻電機調速係統;因為它的效率高,啟動電流小,啟動轉矩大、製動性能好,能實現再生製動,四象限控製靈活、節約電能效果顯著、係統調控性能好、結構簡單堅固,調速範圍寬等多項功能和特性等卓越性,越來越被市場推崇和廣泛使用。
在電動車驅動、通用工業、工程機械、家用電器、航空電氣、傳動設備和紡織機械等各個領域應用顯著。
開關磁阻電機原理和三相異步交流電機一樣,首先是“旋轉的磁場”。

電機定子上有一一相對的磁極:AA’、 BB’、 CC’、 DD’,將對應磁極安裝上繞組,以上圖AA’為例。如果依次對AA’、 BB’、 CC’、 DD’通電,磁場就會運動。如果再按順序變換繞組正負級就完成了磁場旋轉,也是一個完整的相位變換。
采cai用yong下xia圖tu的de簡jian單dan開kai關guan變bian換huan電dian路lu就jiu可ke以yi實shi現xian。我wo們men發fa現xian上shang圖tu有you四si個ge相xiang位wei,開kai關guan磁ci阻zu電dian機ji的de這zhe個ge特te點dian使shi得de電dian機ji不bu受shou三san相xiang交jiao流liu電dian的de限xian製zhi,可ke以yi采cai用yong多duo相xiang的de旋xuan轉zhuan磁ci場chang。解jie決jue了le三san相xiang異yi步bu電dian機ji極ji對dui數shu越yue少shao轉zhuan速su越yue高gao,極ji對dui數shu越yue多duo扭niu矩ju越yue大da的de問wen題ti,實shi現xian了le扭niu矩ju和he轉zhuan速su同tong步bu,而er且qie實shi現xian了le在zai規gui定ding範fan圍wei內nei按an需xu求qiu提ti供gong轉zhuan速su,而er不bu受shou製zhi於yu負fu載zai。注zhu意yi:簡單的開關電路是基於複雜的控製係統,多相位變換是需要轉子位置信息才能完成。

旋轉的磁場有了,還缺一個轉動力矩。這個力矩就是來自於磁阻最小原理,也就是磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合。

轉子設計了“若幹“個ge無wu限xian接jie近jin定ding子zi磁ci極ji的de齒chi極ji,如ru上shang圖tu,通tong電dian極ji對dui產chan生sheng的de磁ci通tong會hui尋xun找zhao到dao最zui近jin的de磁ci導dao體ti閉bi合he磁ci通tong,由you於yu磁ci通tong總zong是shi沿yan磁ci阻zu最zui小xiao的de路lu徑jing閉bi合he,產chan生sheng力li矩ju將jiang轉zhuan子zi由you通tong電dian0°旋轉到10°,實shi現xian最zui小xiao磁ci阻zu。此ci時shi結jie合he旋xuan轉zhuan的de磁ci場chang進jin行xing磁ci極ji換huan相xiang完wan成cheng了le電dian機ji轉zhuan子zi的de連lian續xu旋xuan轉zhuan。如ru果guo轉zhuan子zi齒chi極ji和he定ding子zi磁ci極ji一yi一yi對dui應ying轉zhuan子zi就jiu會hui處chu於yu最zui小xiao磁ci阻zu位wei置zhi,此ci時shi轉zhuan子zi不bu會hui變bian化hua位wei置zhi,所suo以yi轉zhuan子zi齒chi極ji數shu和he定ding子zi磁ci極ji數shu必bi須xu是shi有you規gui律lv的de相xiang差cha。轉zhuan子zi一yi般ban是shi用yong矽gui鋼gang片pian製zhi作zuo,沒mei有you繞rao組zu、鼠籠、永磁體,所以該電機有著極佳的高速性能、高溫性能。

由(you)磁(ci)阻(zu)最(zui)小(xiao)原(yuan)理(li)產(chan)生(sheng)旋(xuan)轉(zhuan)力(li)矩(ju),由(you)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)產(chan)生(sheng)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)磁(ci)場(chang),所(suo)以(yi)被(bei)稱(cheng)之(zhi)為(wei)開(kai)關(guan)磁(ci)阻(zu)電(dian)機(ji)。開(kai)關(guan)磁(ci)阻(zu)電(dian)機(ji)是(shi)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)調(tiao)速(su)電(dian)機(ji),調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)兼(jian)具(ju)直(zhi)流(liu)、交流兩類調速係統的優點。其核心主要有控製器、開關磁阻電機、功率變換器、位置檢測器四部分組成。控製器內包含功率變換器和控製電路,而轉子位置檢測器則安裝在電機的一端。開關磁阻電動機與國產Y係列感應電動機具有相同的功率等級和同機座號外形。功率範圍從10W到5MW,最大速度高達100,000 r/min.

起動轉矩達到額定轉矩的150%時.啟動電流僅為額定電流的30%。可頻繁起停.及正反轉切換可頻繁起動和停止.頻繁正反轉切換。在有製動單元及製動功率滿足時間要求的情況下,起停及正反轉切換可達每小時一千次以上。
當然開關磁阻電機也有些缺點:
1、有轉據脈動,轉矩由一係列脈衝轉矩疊加而成,且有雙凸極結構和磁路非線性,合成轉據不是恒定轉據,有一定的諧波分量
2、噪聲與振動大
3、出線頭多
當然,隨著科學技術的發展,這些缺點將會被逐一解決。
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