什么是同步磁阻电机及其工作

一种类似电动机的类型毫无乐行马达包括铁磁转子,其不包括任何绕组,但它将诱导非永久性磁极。该转子产生扭矩使用磁力不稳定性。这种电动机是一个单独激励的电动机,并且在该电动机中使用的转子是非对称转子。磁阻电机采用不同类型,如同步磁阻电机,可变磁阻电机,切换磁阻和可变步进磁阻电机。在21世纪初,这种电机被限制通过设计难度以及控制它们。因此,可以通过改进设计工具,理论以及嵌入式系统来克服这一点。本文讨论了概述了同步磁阻电机

什么是同步磁阻电机?

同步磁阻电机是同步电机的一种电动马达,其中,该电机的转矩是由于通过转子的直轴和正交的磁性导电性的差异,这没有永磁体,否则磁场绕组。目前,这种类型的电机变得非常流行,成为电动以及混合动力汽车的一个选择,因为它容易和强大的结构。该电机的主要好处主要取决于转子笼的不存在损耗,允许永久转矩比IM (感应电动机)具有相同的大小。


同步磁阻电机
同步磁阻电机

主要的同步磁阻电机的特点主要包括以下内容。

  • 与感应电机驱动相比,基于该字段的控制算法很简单
  • 准确的扭矩可以是合适的,不影响转子的温度。
  • 与电感和永磁体如此的其他电动机相比,该电动机的转子成本低。

同步磁阻电机结构

该电机的结构类似于凸极同步电动机。该电机的转子不包含任何磁场绕组,但定子包含三相对称绕组。这种绕组将在气隙内产生正弦转动磁场,当感应磁场在转子内时,磁阻转矩就会发展。这种转子包括一种使转子连接通过的倾向定子最小不情愿位置的领域。

在当前的磁阻电机中,转子的设计可以在轴向通道内通过非磁性材料划分铁层。这种电机的性能类似于感应电机,但其效率可能比感应电机高,因为转子内没有铜损失,简单,成本更低,和坚固的结构。

同步电动机结构
同步电动机结构

该电机主要设计用于高功率应用。可以像下面这样进行分类。


  • 轴向叠片
  • 径向层压

磁阻电动机主要用于以较低的成本提供极高的功率密度,以使其适用于多种应用。主缺点是高扭矩纹波,一旦以更低的速度操作并通过扭矩脉动导致噪声。该电动机的定子主要包括突出的电磁铁杆,其等于a无刷直流电机

转子包括像层压Si钢一样的软磁材料。该材料包括几个突起,其与磁极磁极相同的工作,具有磁力磁阻。相比于定子在电机的极点,转子极点更少,这减少了转矩脉动和停止极点连接在一起。

一旦转子杆从两个连续的定子杆中间处于中间,那么转子杆完全处于未对准的位置。对于转子杆,这是磁磁阻的最大位置。在对齐的位置,许多转子杆与几个定子杆完全连接,并且处于较不稳定的位置。

一旦S定子杆被激活,那么转子的扭矩将是一种减少磁阻的方式。因此,相邻的转子杆可以从未连接的位置拉动以通过定子场连接。为了保持旋转,定子场应通过连续地拉动转子在转子杆之前转动。

某些类型电机的替代方案将使用三相交流电源起作用。可用的大多数设计是开关磁阻类型作为电子换向为启动电机,电机速度控制和平滑运行提供了重要的控制效益。

同步磁阻电机的主要特点是在不使用稀土永磁的情况下同步转速高。这些电机主要允许分布式正弦交流定子绕组连接通过一个特殊的转子叠片设计。这些电机提供同步速度运行通过一个容易,较少的惯性旋转装配设计。同步磁阻电机适用于更少的转矩应用,需要高效率的操作。

同步磁阻电机工作原理

该电动机的定子包括单个绕组,称为主绕组。然而,该绕组不能产生旋转磁场。因此,对于旋转磁场产生,应至少存在两种​​绕组,其划分通过特定的相位角。因此,电动机的定子包括额外的绕组,称为辅助绕组。该绕组包括电容器,该电容器串联连接。

因此,载流绕组之间既存在着等效磁通,也存在着相位差。这两个磁通响应产生旋转磁场,这就是众所周知的分相法生产旋转磁场。

磁场速度就是同步速度。这个速度可以通过定子绕组所绕的磁极数来决定。转子持有铜或铝棒,这是短路&它的工作就像感应电动机的鼠笼转子。

如果铁部分布置在磁场内,则它在最小磁场内连接以磁性地锁定。同样地,磁阻电动机内的转子试图通过最小不磁场内的旋转磁场的轴线连接自身。然而,由于转子的不活动,一旦转子静止就无法实现。

所以转子在电机开始接近同步速度旋转,就像一个鼠笼感应电机。一旦转子的速度是同步的,那么定子的磁场将把转子拉到最小的磁阻位置,保持其磁性锁定。之后,转子连续转动,这个速度相当于同步速度。

磁阻扭矩只是一个扭矩施加。因此,磁阻电机最终像同步电机一样运行。转子电阻应较小;它的组合惯性,以及负载,必须是低的,以操作电机类似于同步电机。

同步磁阻电机的转矩方程

永磁同步电机和同步磁阻电机的工作原理是相似的,如果磁铁退磁,否则留下。同步磁阻电机的转矩方程如下所示。这个方程包括两个组件;第一个组件是因为场。所以必须遗漏这个组件以获得扭矩的等式。在以下等式中,下一个组件可以定义为磁阻扭矩。

因此,磁阻电机所开发的转矩可以表示为:

同步磁阻电机的转矩方程
同步磁阻电机的转矩方程

在上面的等式中,在哪里

“Te”是发展扭矩

'p'是否。杆子

'ψ'是通过磁场电流的诱导磁通连杆

Lds是直轴电感

“Lqs”是正交轴电感。

'δ'是扭矩角度。

同步磁阻电动机崎岖,成本较低,效率高。这些电机以极高的速度运行。由于显着性,即LDM / LQM的低比例,常规电动机效率低,功率因数和扭矩密度差不良,扭矩较差。

但是,通过各向异性设计目前这些电动机的开发具有高的LDM / LQM比率,其功率因数具有显着提高,效率和扭矩密度。

phasor图

同步磁阻电机的相量图包括以下内容。该电机最重要的特征是其恒定速度。在开始,如果转子无法通过定子的磁场连接,则在这种情况下,阻尼器绕组进入头脑。这些也用于同步电动机。这些绕组的布置可以在极靴内完成,由于转子之间的相对速度以及定子磁场之间的视差而产生阻尼扭矩。

phasor图
phasor图

一旦转子不起作用,就会发生这种情况。阻尼扭矩根据Lenz法律而产生,这些法律旨在抵抗其结构的原因,这是转子磁场的速度差距以及定子。因此,阻尼扭矩移动转子的绕组,使得其磁通通过定子磁场锁定。之后,转子在其余时间内以同步速度工作。

上面说明了同步磁阻电动机的相位图。如D轴和Q轴这样的上图中的两个轴根据电机的双轴理论定义。同样,我们可以定义VD和VQ,这是D和Q轴上的电压。这里,伽马是“是”(定子电流)和D轴之间的角度。与转子角度一样,也可以定义并且一旦产生同步扭矩,那么它就是转子角度的作用。

优势

同步磁阻电机的优点包括以下这些。

  • 它具有较少的扭矩波纹
  • 可以通过使用低成本和高强度材料来完成该电动机中转子的结构。
  • 该电机可按标准操作PWM交流逆变器
  • 这种马达能在极高温下存活。
  • 这个电动机的结构既坚固又简单
  • 这台电动机具有高速运转的能力
  • 在该电动机中,在零扭矩下没有必要的现场激励,因此去除电磁纺丝的损耗。
  • 通过退磁无担心;因此,与永磁电动机相比,这些电动机更可靠。
  • 由于该电机的简单性,它可​​以在多电机驱动器内使用,通过共同的功率同步地操作多个电动机

缺点

同步磁阻MOT的缺点或者包括以下内容。

  • 这些电机是昂贵的,相比感应电机。
  • 它需要通过转子位置传感器以及无传感器控制同步逆变器的O / P频率的同步。
  • 这个电机少功率因数而且它比感应电动机更重
  • 它的工作原理是使用一个变频驱动器。

应用程序

同步磁阻电动机的应用包括以下这些。

  • 它适用于由于成本低,纤维纺丝工厂等低功耗应用,施工是坚固的,固有的简单性等。
  • 它用于恒定速度等时刻设备,留声机,控制设备,录制仪器等的应用。
  • 它在输送机内使用相同的配比装置
  • 这些马达用于唱机转盘,监管机构、同步输送器、计量泵、合成纤维制造装置。
  • 用于薄膜材料的过程中,否则连续片材。
  • 用于折叠、包装机及辅助时光机

因此,这就是一切同步磁阻电机的概述。该电机通过提供可持续的环境解决方案来提供可持续的环境解决方案,以减少整个环境影响,因为磁铁不存在以及提高效率。其减少的运营成本将允许快速回报。该产品有助于可靠性以及感应电机的简单性和同步电机的高效率。这是一个问题,市场上可用的不同类型的同步电机是什么?

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