开关磁阻电机与变频调速感应电动机比较 点击:841 | 回复:1



gmx_1234

    
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发表于:2010-06-16 20:04:45
楼主
图1所示是开关磁阻电机的典型结构原理图,电机为双凸极结构。转子仅由叠片叠压而成,即无绕组也无永磁体;定子各级上绕有集中绕组,径向相对极的绕组串联,构成一相。其工作原理遵循“磁阻最小原理”—磁通总是要沿磁阻最小的路径闭合,因磁场扭曲而产生磁阻性质的电磁转矩。顺序给A—B—C—D相绕组通电,则转子便按逆时针方向连续转动起来。当主开关管S1、S2导通时,A时绕组从直流电源V吸收电能;而当S1、S2关断时,绕组电流通过续流二级管D1、D2,将剩余能量回馈给电源V。因此,开关磁阻电机具有再生的能力,系统效率高。对开关磁阻电机的理论研究和实践证明,该系统具有显著的特点:①电机结构简单、坚固、制造工艺简单,成本低,可工作于极高转速;定子线圈嵌放容易,端部短而牢固,工作可靠,能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境。②损耗主要产生在定子,电机易于冷却;转子无永磁体,无高温退磁现象;可允许有较高的升温。③转矩方向与电流方向无关,从而可最大限度简化功率变换器,降低系统成本。④功率变换器不会出现直通故障,可靠性高。⑤起动转矩大,低速性能好,无感应电动机在起动时所出现的冲击电流现象。⑥调速范围宽,控制灵活,易于实现各种特殊要求的转矩-速度特性。⑦在宽广的转速和功率范围内都具有高效率。⑧能四象限运作,具有较强的再生制动能力。
与当前广泛应用的变频调速感应电动机相比,开关磁阻电机在成本、效率、调速性能、单位体积功率、可靠性、散热性等具有明显的优势或竞争力、图2是不同功率等级开关磁阻电机和变频调速感应电机的效率比较(功率均折算到1500r/min),如果说第一带开关磁阻电机(1983年研制)在小功率范围的效率比高效变频调速感应电机低,第二代开关磁阻电机(1988年研制)的效率已全面超过了高效变频调速感应电动机。更难得的是,开关磁阻电机在宽广的速度和功率范围内都能保持较高的效率,这是变频调速成感应电动机难以比拟的。感应电动机要取得与直流电机相近的调速特性需采用复杂的矢量控制系统,而开关磁阻电机通过调速开通度、关断度、电压和电流,可以得到不同负载要求的机械特性,控制简单、灵活,能容易地实现软启动和四象限运作,而且由于这是一种纯逻辑的控制方式,很容易智能化,通过修改软件调整电机工作特性满足不同应用要求。与变频调速的另一类电机——永磁无刷直流电机相比,开关磁阻电机在成本、调速性能、可靠性和散热性等依然保持优势,但和变频感应电动机一样都存在励磁惩罚(即励磁电损耗)的问题,效率和单位体积功率稍显不足。但在一些应用场合,开关磁阻电机在效率和输出功率依然具有优势。



周gong

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发表于:2012-07-14 15:53:29
1楼

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