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什麽是開關磁阻電機

磁阻電機是結構最簡單的電機之壹,很早就有人關註和研究它的應用,但是過去由於其同步控制困難,壹直限制了磁阻電機的發展和應用。隨著現代功率電子技術、微機控制技術和計算機輔助設計技術的迅速發展,開關磁阻電動機(Switched Reluctance Motor,簡稱SRM)的應用得到了迅速發展。目前,開關磁阻電動機以其調速性能好、結構簡單、效率高、成本低等特點,已在迅猛發展的調速電動機領域爭得了壹席之地,並在牽引運輸、通用工業、航空工業、家用電器等領域得到了較廣泛得應用。

SRM的定、轉子均為凸極齒槽結構,定子和轉子鐵芯由矽鋼片叠壓而成,所以SRM具有結構簡單堅固,控制性能良好以及效率高等優良特性,因此,開關磁阻電動機調速系統(Switched Reluctance Drive,簡稱SRD)雖然發展時間較短,但已經成為交流變頻調速、無刷直流電機系統的有力競爭者。由於轉子上無繞組,也不加永久磁鐵,定子上有集中繞組,所以SRD還具有獨特的故障運行能力,高速及高溫下運行能力優良,因此,特別適合惡劣的工作環境,如井下采煤機。SRM是壹種典型的機電壹體化電機,其控制非常靈活,很容易實現四象限運行。

SRM是SRD的執行元件,其結構和工作原理與傳統的交直流電機有著根本的區別。轉子既無繞組也無永磁體,定子極上繞有集中繞組。SRM可以設計成多種不同相數結構,且定、轉子的極數有多種不同的搭配。

SRM的運行遵循“磁阻最小原理”,即磁通總要沿著磁阻最小的路徑閉合,而具有壹定形狀的鐵心在移動到最小磁阻位置時,必使自己的主軸線與磁場的軸線重合。當定子A-A’極勵磁時,所產生的磁力則力圖使轉子旋轉到轉子極軸線3-3’與定子極軸線A-A’重合的位置,並使A相勵磁繞組的電感最大。若以圖中定、轉子所處的相對位置作為起始位置,則依次給A→B→C→D相繞組通電,轉子即會逆著勵磁順序以逆時針方向連續旋轉。反之,若依次給C→B→A→D相通電,則電動機就會沿順時針方向轉動。可見,SRM的轉向與相繞組的電流方向無關,而僅取決於相繞組通電的順序。另外,從圖1-2可以看出,當主開關器件S 、S 導通時,A相繞組從直流電源 吸收電能,而當S 、S 關斷時,繞組電流經續流二極管D 、D 繼續流通,並回饋給電源 。

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