日期：2022-07-29 14:19:42瀏覽量：49111
開關磁阻電機有兩個基本特點：1）開關，開關磁阻電機必須在連續開關模式下工作；2）磁阻，開關磁阻電機為雙凸可變磁阻電機，其結構原理是轉子旋轉時磁路的磁阻應盡可能大。事實上，常用的減速電機控制也會導致轉子凸磁阻的變化，因為減速電機控制嵌入在轉子上，因此減速電機控制的扭矩也包含磁阻扭矩，但磁阻扭矩在減速電機控制中所占的比例很小，因此這種扭矩成分通常被忽略。
開關磁阻電機是一種利用轉子磁阻不均勻產生扭矩的電機，也稱為反應式同步電機。其結構和工作原理與傳統電機減速機一體機的交叉.直流電機之間有很大的區別。它不依賴電機。.轉子繞組電流產生的磁場相互作用產生扭矩，而是取決于城轉子繞組電流產生的相互作用“最小磁阻原理”產生扭矩，即：“磁通總是沿著磁阻最小的路徑閉合，從而產生承辦磁拉力，從而形成磁阻性質的電磁扭矩”和“磁線試圖縮短磁通路徑，以減少磁阻，增加磁導的性質”。
由于電感與磁阻成反比，開關磁阻電機的磁阻隨轉子凸與定子凸的中心線對準或錯開而變化。當轉子凸與定子凸中心線對齊時，相繞組電感最大，磁阻最小。當轉子槽與定子凸中心線對齊時，相繞組電感最小，磁阻最大。以三相12/8極開關磁阻電機為例，圖2顯示了電機一相電路的原理示意圖，S1.S2是電子開關，D1.D2是二極管，E是電源。
什么場合適合開關磁阻電機？與步進電機不同
假設開關磁阻電機轉子處于圖示位置，開關S1.S2合上，A相繞組通電，該相通過直流電源E進行勵磁，將在電機中建立OA它是軸線的徑向磁場，磁通通過定子軛.定子極.氣隙.轉子極.關閉轉子軛等。通過氣隙的磁線是彎曲的。此時，磁路的磁阻大于固定的磁阻.轉子磁極軸重合時的磁阻，因此轉子將受到氣隙中彎曲磁線切向磁拉力的扭矩，從而使轉子磁極的軸線Oa向定子A相磁極軸線OA在這個方向上運動并受到力矩的影響，即逆時針方向。等Oa運動到與OA軸線重合，磁阻最小，A相將不再產生電機減速機一體機扭矩，此時應改變一相導通，如B相，轉子將逆時針轉動另一步進角。如果連續按壓A－B－C如果繞組按順序通電，電機轉子將順時針旋轉。相反，依次給予C－B－A通電時，電機會順時針轉動。開關磁阻電機的轉向與相繞組的電流方向無關，只取決于相繞組的通電順序。
開關磁阻電機的特點
近20年來，開關磁阻電機越來越受到重視，正是因為其特點明顯，優缺點同樣突出，先說優點。
1.系統效率高.良好的節能效果：在調速和功率范圍內，開關磁阻電機整體電機減速機一體機效率高于異步電機變頻調速系統，在低速或輕載工作狀態下效率可達10%以上；齒輪電機減速.二級皮帶輪減速.與電磁調速等系統相比，開關磁阻調速電機的節能效果更為明顯。
2.啟動扭矩大，起動電流小:開關磁阻電機系統從電源側吸收較少的電流，在電機側可以獲得較大的起動扭矩，當起動扭矩達到額定扭矩的200%時.起動電流僅為額定電流的30%，與交流電機的300%電流相比，具有明顯的轉矩性能，特別適用于需要重載起動的.負荷變化明顯.頻繁起停的場合。
3.調速范圍廣，低速下可長時間運行。由于開關磁阻電機效率高，低速下的溫升程度低于額定工況下的溫升程度，變頻調速低速運行下不存在電機發熱問題。此外，開關磁阻電機的最高轉速不會像交流電機那樣受到極限，最高轉速可以靈活設置。
4.電機可以頻繁起停，頻繁正常.反轉:開關磁阻電機四象限運行控制靈活。當制動單元和制動功率滿足要求時，每小時可達到幾百次以上。
5.缺相和過載時仍能工作:電源缺相.當電機或控制器的任何一相發生故障時，開關磁阻調速電機的輸出功率降低，但仍能運行。當系統超過120%的額定負載時，轉速只會下降，而不會燒壞電機和控制器。
6.功率裝置控制錯誤不會導致短路：開關磁阻電機速度控制系統上下橋臂功率裝置和電機繞組串聯，無功率裝置控制錯誤導致短路和燃燒現象，變頻器主電路上下橋臂直接串聯，有可能導致母線直接短路。
然而，上帝是公平的。目前的電機既有優點也有缺點。任何類型的電機都不能取代所有其他類型的電機。開關磁阻電機也有以下缺點：
1.扭矩脈動:開關磁阻電機在脈沖電源模式下工作，瞬時扭矩脈動大，速度很低，步進狀態明顯，由于自身非線性，扭矩控制困難。盡管目前的研究SRD直接轉矩控制技術等文章較多，但在伺服等精密控制場合仍難以實現轉矩的精確控制，SRD與其它類型的電機相比沒有優勢。
2.噪聲：開關磁阻電機相繞組旋轉，徑向力導致定子變形，變化更明顯，電機噪聲，減少振動和噪聲是一個重要的研究課題，許多研究人員正在研究電磁參數設計和速度調整方法和電機結構，但與其他電機相比，噪聲仍然太大。
3.位置檢測器：位置檢測器使結構簡單的開關磁阻電機較差，降低了系統的可靠性，因此有必要探索無位置檢測器的實際檢測方案。目前，國內外研究較多的是利用定子繞組的瞬態電感信息來實現無位置檢測方案，但從實際應用開始還有待進一步研究。
開關磁阻電機和步進電機的區別
這兩種電機的應用領域不同。步進電機可通過開環控制精確控制步進電機的運行位置。開關磁阻電機主要用于速度控制
開關磁阻電機與步進電機的唯一區別是：SRM可以控制開關角；步進電機是固定的。
1.開關磁阻電機具有較大的電機利用系數，可以是感應電機利用系數的1.2~1.4倍。
2.電機結構簡單，轉子上沒有形式的繞組；定子上只有一個簡單的集中繞組，端部較短，沒有交叉連接。因此，制造工藝很少.成本低.工作可靠.維修量小等特點。
3.開關磁阻電機的扭矩與電流極性無關，只需要單向電流激勵。理想情況下，每個相位可以只使用一個開關元件，并與電機繞組串聯PWM就逆變器電源而言，有兩個開關元件直接通過的危險。因此，開關磁阻電機驅動系統SED線路簡單，可靠性高，成本低于PWM交流調速系統。
4.開關磁阻電機轉子的結構形式對速度限制較小，可以制成高速電機，轉子的轉子慣性較小。每次電流變化時，相匝扭矩的大小和方向可以隨時改變，因此系統具有良好的動態響應。
5.SRD該系統可以通過引導電流.斷開和幅度控制滿足不同負載要求的機械特性，易于實現系統的軟啟動和四象限操作，控制靈活。SRD系統自同步系統運行，低頻時不會出現不穩定和振蕩問題，就像變頻供電的感應電機一樣。
6.由于SR開關磁阻電機采用獨特的結構和設計方法及相應的控制技巧，其單位處理能與感應電機相媲美，甚至略占優勢。SRD在寬速度和負載范圍內，系統的效率和功率密度可以保持在教學水平。
