新能源電機(jī)開關(guān)磁阻電機(jī)原理的介紹

繼變頻調(diào)速系統(tǒng)、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)之后最具備優(yōu)勢(shì)的新一代無(wú)極調(diào)速系統(tǒng)是開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)；因?yàn)樗男矢?，啟?dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、制動(dòng)性能好，能實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，四象限控制靈活、節(jié)約電能效果顯著、系統(tǒng)調(diào)控性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，調(diào)速范圍寬等多項(xiàng)功能和特性等卓越性，越來(lái)越被市場(chǎng)推崇和廣泛使用。

在電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)、通用工業(yè)、工程機(jī)械、家用電器、航空電氣、傳動(dòng)設(shè)備和紡織機(jī)械等各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用顯著。

開關(guān)磁阻電機(jī)原理和三相異步交流電機(jī)一樣，首先是“旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)”。

電機(jī)定子上有一一相對(duì)的磁極：AA’、 BB’、 CC’、 DD’，將對(duì)應(yīng)磁極安裝上繞組，以上圖AA’為例。如果依次對(duì)AA’、 BB’、 CC’、 DD’通電，磁場(chǎng)就會(huì)運(yùn)動(dòng)。如果再按順序變換繞組正負(fù)級(jí)就完成了磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，也是一個(gè)完整的相位變換。

采用下圖的簡(jiǎn)單開關(guān)變換電路就可以實(shí)現(xiàn)。我們發(fā)現(xiàn)上圖有四個(gè)相位，開關(guān)磁阻電機(jī)的這個(gè)特點(diǎn)使得電機(jī)不受三相交流電的限制，可以采用多相的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。解決了三相異步電機(jī)極對(duì)數(shù)越少轉(zhuǎn)速越高，極對(duì)數(shù)越多扭矩越大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了扭矩和轉(zhuǎn)速同步，而且實(shí)現(xiàn)了在規(guī)定范圍內(nèi)按需求提供轉(zhuǎn)速，而不受制于負(fù)載。注意：簡(jiǎn)單的開關(guān)電路是基于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，多相位變換是需要轉(zhuǎn)子位置信息才能完成。

旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)有了，還缺一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。這個(gè)力矩就是來(lái)自于磁阻最小原理，也就是磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合。

轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)了“若干“個(gè)無(wú)限接近定子磁極的齒極，如上圖，通電極對(duì)產(chǎn)生的磁通會(huì)尋找到最近的磁導(dǎo)體閉合磁通，由于磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合，產(chǎn)生力矩將轉(zhuǎn)子由通電0°旋轉(zhuǎn)到10°，實(shí)現(xiàn)最小磁阻。此時(shí)結(jié)合旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)進(jìn)行磁極換相完成了電機(jī)轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。如果轉(zhuǎn)子齒極和定子磁極一一對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子就會(huì)處于最小磁阻位置，此時(shí)轉(zhuǎn)子不會(huì)變化位置，所以轉(zhuǎn)子齒極數(shù)和定子磁極數(shù)必須是有規(guī)律的相差。轉(zhuǎn)子一般是用硅鋼片制作，沒(méi)有繞組、鼠籠、永磁體，所以該電機(jī)有著極佳的高速性能、高溫性能。

由磁阻最小原理產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，由開關(guān)電路產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，所以被稱之為開關(guān)磁阻電機(jī)。開關(guān)磁阻電機(jī)是一種新型調(diào)速電機(jī)，調(diào)速系統(tǒng)兼具直流、交流兩類調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。其核心主要有控制器、開關(guān)磁阻電機(jī)、功率變換器、位置檢測(cè)器四部分組成。控制器內(nèi)包含功率變換器和控制電路，而轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器則安裝在電機(jī)的一端。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)與國(guó)產(chǎn)Y系列感應(yīng)電動(dòng)機(jī)具有相同的功率等級(jí)和同機(jī)座號(hào)外形。功率范圍從10W到5MW，最大速度高達(dá)100,000 r/min.

起動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的150％時(shí)．啟動(dòng)電流僅為額定電流的30％。可頻繁起停．及正反轉(zhuǎn)切換可頻繁起動(dòng)和停止．頻繁正反轉(zhuǎn)切換。在有制動(dòng)單元及制動(dòng)功率滿足時(shí)間要求的情況下，起停及正反轉(zhuǎn)切換可達(dá)每小時(shí)一千次以上。

當(dāng)然開關(guān)磁阻電機(jī)也有些缺點(diǎn)：

1、有轉(zhuǎn)據(jù)脈動(dòng)，轉(zhuǎn)矩由一系列脈沖轉(zhuǎn)矩疊加而成，且有雙凸極結(jié)構(gòu)和磁路非線性，合成轉(zhuǎn)據(jù)不是恒定轉(zhuǎn)據(jù)，有一定的諧波分量

2、噪聲與振動(dòng)大

3、出線頭多

當(dāng)然，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這些缺點(diǎn)將會(huì)被逐一解決。

來(lái)源：慧眼看車小胖時(shí)間

審核編輯：符乾江