磁阻馬達
編輯磁阻電動機是一種在鐵磁轉子上感應出非xxx磁極的電動機。 轉子沒有任何繞組。 它通過磁阻產生扭矩。
磁阻馬達可以以低成本提供高功率密度,使其對許多應用具有吸引力。 缺點包括低速運行時的高扭矩波動(一圈內最大和最小扭矩之間的差異),以及扭矩波動引起的噪音。
直到 21 世紀初,它們的使用都受到設計和控制的復雜性的限制。 理論、計算機設計工具和用于控制的低成本嵌入式系統的進步克服了這些障礙。 微控制器使用實時計算控制算法根據轉子位置和電流/電壓反饋定制驅動波形。 在開發大規模集成電路之前,控制電子設備的成本高得令人望而卻步。
設計和操作基礎
編輯定子由多個突出的(突出的)電磁鐵極組成,類似于繞線式有刷直流電機。 轉子由疊片硅鋼等軟磁材料制成,具有多個凸起,通過磁阻作用作為凸磁極。 對于開關磁阻電機,轉子極數通常少于定子極數,這樣可以xxx限度地減少轉矩脈動并防止所有磁極同時對齊——無法產生轉矩的位置。
當一個定子磁極與兩個相鄰的轉子磁極等距時,該定子磁極被稱為處于完全未對齊的位置。 這是轉子磁極的xxx磁阻位置。 在對齊位置,兩個(或更多)轉子磁極與兩個(或更多)定子磁極完全對齊(這意味著轉子磁極完全面對定子磁極)并且是最小磁阻的位置。
當定子磁極通電時,轉子轉矩沿減小磁阻的方向。 因此,最近的轉子磁極被從未對準位置拉到與定子磁場對準(磁阻較小的位置)。 (這與螺線管使用的效果相同,或者用磁鐵吸取鐵磁金屬時。)為了維持旋轉,定子磁場必須先于轉子磁極旋轉,從而不斷拉動轉子。 一些電機變體使用三相交流電源運行(參見下面的同步磁阻變體)。 大多數現代設計都是開關磁阻類型,因為電子換向為電機啟動、速度控制和平穩運行(低轉矩波動)提供了顯著的控制優勢。
雙轉子永磁感應電機 (DRPMIM) 布局以更低的每體積或每質量價格提供更大的扭矩。
電機中各相繞組的電感隨位置而變化,因為磁阻也隨位置而變化。 這對控制系統提出了挑戰。
類型
編輯同步磁阻
同步磁阻電機具有相同數量的定子和轉子極數。 轉子上的突起被布置成引入內部磁通“屏障”,即沿著所謂的直軸引導磁通量的孔。 極數必須為偶數,因此典型的極數為 4 或 6。
轉子在沒有導電部件的情況下以同步速度運行。 與感應電機相比,轉子損耗很小,但它通常不會有很大的扭矩。
一旦以同步速度啟動,電機就可以以正弦電壓運行。 速度控制需要變頻驅動。
開關磁阻或可變磁阻
開關磁阻電機 (SRM) 是一種使用較少極數的步進電機。 由于結構簡單,SRM 的最基本形式在任何電動機中的建造成本都是最低的,而且由于沒有轉子繞組或永磁體,即使是工業電動機也可能會降低一些成本。 常見用途包括轉子必須長時間保持靜止的應用,以及在采礦等潛在爆炸性環境中的應用,因為它在沒有機械換向器的情況下運行。
SRM 中的相繞組彼此電氣隔離,因此比逆變器驅動的交流感應電機具有更高的容錯能力。 由于相對于轉子位移的非線性轉矩以及定子相繞組高度依賴于位置的電感,最佳驅動波形不是純正弦波。
應用
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