开关磁阻电机的九大优势、三大缺点、应用领域全面解析
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开关磁阻电机的特点1.极高的功率密度:开关磁阻电机由于使用了细小的电磁线圈,可以在相对较小的体积内产生极高的输出功率。
这使得它成为在有限空间内需要高功率输出的应用中的理想选择,如汽车动力传动系统。
2.高效率:开关磁阻电机由于没有永磁体或励磁线圈,消除了传统电机中额外的能量损耗,因此具有较高的能量转换效率。
与传统的交流电机和直流电机相比,开关磁阻电机更加能够将输入的电能转换为机械能,减少了能量损耗。
3.简单的结构:开关磁阻电机由于没有复杂的磁路结构和励磁线圈,其结构非常简单。
这使得它易于制造、组装和维护,降低了制造成本。
4.较高的可靠性:开关磁阻电机的电磁绕组没有连续的电流流过,因此绕组的热量产生和温度升高较小。
这降低了电机因绕组过热而损坏的风险。
此外,开关磁阻电机结构简单,减少了故障和损坏的可能性。
5.良好的动态响应:开关磁阻电机的运行速度和转矩可以被快速地控制和调节。
由于电流的瞬时反向和转换较快的速度,开关磁阻电机具有更好的动态响应特性,因此适用于需要快速启动和停止、变速和定位控制的应用。
6.可逆性:开关磁阻电机具有可逆性,可以在正向和反向运行。
这使得它在需要频繁反向运动的应用中非常有用,如卷帘门、交通信号灯等。
7.无需永磁体:与传统的永磁电机相比,开关磁阻电机不需要使用昂贵的稀土永磁体。
这降低了电机的制造成本,并减少了对稀土资源的依赖。
8.低噪音和振动:开关磁阻电机由于没有永磁体和励磁线圈,减少了机械振动和磁噪音的产生。
因此,它是一种较为安静的电机,适用于对噪音和振动要求较高的应用中。
总结起来,开关磁阻电机具有高功率密度、高效率、简单的结构、较高的可靠性、良好的动态响应、可逆性、无需永磁体、低噪音和振动等特点。
这些特点使得开关磁阻电机在许多领域中成为一种非常有竞争力的电机选择。
感应电机、永磁电机、开关磁阻电机三类的优缺点对
比
高速电机主要有感应电机、永磁电机、开关磁阻电机三类
目前成功实现高速化的主要有感应电机、永磁电机、开关磁阻电机,它们各有优缺点。
从功率密度和效率来看,选择顺序为永磁电机、感应电机和磁阻电机;然而从转子机械特性来看其选择顺序需要颠倒过来,即磁阻电机、感应电机和永磁电机。
在确定高速电机结构形式时,需要对其电磁特性和机械特性综合对比研究。
目前中小功率高速电机采用永磁电机较多,中大功率高速电机采用感应电机较多。
(1)感应电机
感应电机转子结构简单、转动惯量低,并且能够在高温和高速的条件下长时间运行,因此感应电机在高速领域应用比较广泛。
塔架开关磁阻电机型抽油机特点及优势一、特点1、动力采用开关磁阻电机。
该种电机,效率高,在调速和功率范围内,效率比交流异步电机变频调速系统高3%以上;节能效果好,即具有软起动特性,起动电流仅为额定电流的10%,避免了对电网的冲击,还可得到较大的起动转矩(150%),适合需要重载起动和负载变化明显和频繁场合;功率因数高,在空载和满载下功率因数均大于0.95,;调速范围广,可在低速下长期运行且灵活设定最高转速;可频繁起动、频繁正、反转,能实现再生制动;缺相和超载是仍可以运行。
2、重力平衡,平衡准确。
3、导向轮翻转让位,方便修井,修井时不用移动整机。
4、减速器皮实耐用。
减速器采用平行轴斜齿轮传动、点啮合硬齿面减速器,齿轮耐磨、强度大。
5、电控系统功能丰富,保证实现电机的换向、起动、制动、调速和调冲程等各种功能,实现抽油机自动、手动两种控制方式和故障显示等。
6、配置有机采井远程测控系统,实现抽油机井站远程开、关机、监测控制和数字化井站管理,提高油田自动化测试和操控水平。
具体有以下功能和效果:1、抽油机电能自动计量上报及查询;2、抽油机平衡状况自动分析;3、单井系统效率的自动分析计算;4、油井示功图测量、对比分析及查询;5、电参数测量上报及查询;6、实现远程停机控制;7、实现远程调冲程、冲次的控制;8、平均单井有功节电率达到31.1%;9、平均系统效率提高6.49%。
该系统具有:数据准时、精确可靠;有效地提高油井系统效率,节电明显;数据查询功能丰富,报表自动生成;可在油田信息网上全面了解井区生产状况,实现油井的远程实时监控;提高油田生产时率,简化地面流程,节能降耗特点。
二、优势1、所有机型都经过设计计算,机架设计使用有限元分析软件进行了强度计算和失稳分析,保证整机的可靠性。
2、整机及部件具有多项知识产权保护。
3、配重精确平衡,节电明显,节电30%-50%。
4、运行平稳,噪声低。
整机噪声低于80dB(A)。
开关磁阻电机用途
开关磁阻电机是一种新型的电机,其用途非常广泛。
它可以在家用电器、工业设备、汽车和航空航天领域等多个领域中得到应用。
首先,开关磁阻电机在家用电器中有着重要的作用。
比如在洗衣机中,开关磁阻电机可以提供强大的动力和稳定的转速,从而确保洗衣机的洗涤效果和使用寿命。
在吸尘器中,开关磁阻电机的高效能和节能特性可以提高吸尘器的性能,并降低能源消耗。
此外,开关磁阻电机还可以用于制冷设备、厨房小家电等各种家用电器中,为人们的生活提供便利。
其次,开关磁阻电机在工业设备中也有着广泛的应用。
比如在机床、起重设备、输送设备等各种设备中,开关磁阻电机可以提供可靠的动力输出,并且具有较高的效率和稳定性,从而提高了设备的生产效率和质量。
在工业自动化领域,开关磁阻电机还可以用于各种自动化生产线和机器人系统中,为工业生产提供了强大的动力支持。
此外,开关磁阻电机还广泛应用于汽车和航空航天领域。
在汽车中,开关磁阻电机被用于动力传动系统、制动系统、转向系统等多个部位,为汽车提供了高效的动力输出和精准的控制能力。
在航空航天领域,开关磁阻电机被应用于飞机的发动机、飞行控制系统等多个部位,为飞机的安全飞行提供了关键的支持。
总之,开关磁阻电机具有广泛的应用前景,它在家用电器、工业设备、汽车和航空航天领域中都有着重要的作用。
随着科技的不断发展和进步,相信开关磁阻电机会在更多领域中得到应用,并为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
开关磁阻电动机:神奇的电动机原理及应用开关磁阻电动机是一种新颖的电动机,其运行原理相对于普通电动机有所不同。
本文将为大家深入解析开关磁阻电动机的工作原理、应用以及优缺点。
一、开关磁阻电动机的工作原理
开关磁阻电动机主要由转子和定子两部分组成,其中定子上的绕组通过外部电源源源不断地向上浮动或向下倾斜,使得通过绕组的电流发生周期性变化,从而引起转子的磁极进行拟合。
在转子的磁极转向过程中,绕组会因电流变化导致磁通方向的突变,进而发生磁阻变化现象,使得磁通线在定子和转子之间相互拉扯、压缩。
当电流变化方向突然发生变化,磁通线将瞬时穿透转子并产生一定的转矩,这就使得转子得以转动。
此时,转子上的永磁体以及定子上的开关磁阻吸合一起,阻止了绕组内部电流的继续变化,磁阻的变动也暂时停止了。
二、开关磁阻电动机的应用
开关磁阻电动机具有启动时转矩大、低速高扭矩运行、免维护等优点,因此在需要高负载启动的直流驱动系统中广泛应用。
同时,由于开关磁阻电动机在运行过程中不需要电动机控制器对磁通进行转换,因此可以降低系统成本和运行维护费用。
三、开关磁阻电动机的优缺点
1.优点:开关磁阻电动机具有起动时转矩大、性能稳定、免维护、运行频率高等特点。
在低转速下,开关磁阻电动机的扭矩相对较大。
2.缺点:开关磁阻电动机的设计需要较高的技术要求,同时其性能会受到外界电磁干扰的影响;开关磁阻电动机的调速性能相对较差,调速精度难以达到高级别的要求。
综上所述,开关磁阻电动机具有独特的工作原理和优势特点,在一些特定应用场合中具有广泛的应用前景。
开关磁阻电动机一、开关磁阻电机研究背景及实际意义随着社会经济的发展,电力需求日益增大,能源形势日趋紧张,环境恶化十分严重,据统计我国发电量的60%用于电动机,可以说用电大户是电动机,也是节能降耗潜力最大的区域之一,国内近年来有许多高校、科研院所和企业投入到开关磁阻电机技术的研发,取得了一定成果,并在纺织、冶金、矿山、石油等行业陆续得到应用,在不同工况下节电率达10-60%,正越来越呈现出它在调速性能和节能方面的优势。
目前我国机械交流电动机采用较多的调速方式主要有交流变频调速和开关磁阻电机调速。
交流变频技术硬件成本高,控制电路复杂且不易进行维护和维修,特别是国内的公司还未能很好掌握变频核心技术,产品基本上依赖国外进口,SRD和变频调速的综合效率比较如下表开关磁阻电机驱动系统作为我国节能电机领域中重点推广的发展技术,还关系着民族产业的兴旺发展,SRD能在很宽的调速范围内保持高效率,是典型高效节能产品,开关磁阻电机应用前景广阔而且节能潜力巨大,对我国国民经济的发展具有深远的意义。
二、开关磁阻电机结构和工作原理开关磁阻电机的定子和转子都是凸极结构,即双凸极结构,转子、定子极数不相等,转子和定子铁芯由导磁良好的硅钢片压制而成,转子铁芯无绕组,定子凸极上有集中绕组。
与普通电机一样,转子、定子之间有很小的气隙,转子可以在定子内自由旋转,开关磁阻电机根据转子、定子极数不同可以有多种不同相数的结构,比如定子有6个极,转子有4个极,6/4结构三相开关磁阻电机,如图1所示。
图中,定子径向相对的两绕组串联成一相,比如AX相、BY相、CZ相,转子径向的凸极构成一组。
由于定子极数与转子极数不相等,所以定子极距和转子的极距不相等,当任意相定子凸极中心线与转子凸极中心线重合时,另外一组转子凸极中性线与定子其他相凸极中性线错开。
如图2所示6/4结构开关磁阻电机运转截面图,当A相接通电源产生磁通,利用磁阻最小原理,也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合,此时由于A相绕组对应的定子凸极中性线与转子凸极中性线不重合,磁阻不是最小,磁场就会产生拉力,牵引最近的转子凸极转到磁阻最小的位置,如图2转子逆时针转动10°、20°,直到转子凸极转到30°与A相绕组对应的定子凸极重合为止,此时磁阻最小。
开关磁阻电机的性能特点
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,该系统具有许多显著的优点:
(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,可允许有较高的温升。
(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)能四象限运行,具有较强的再生制动能力。
(9)容错能力强。
开关磁阻电机的容错体现在电机某一相损坏,电机照样可以运行。
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车时代汽车 开关磁阻电机控制系统在电动汽车中的应用乔振宇 黄鑫西安航空学院 陕西省西安市 710077摘 要: 目前随着我国节能环保政策的不断变化,电动汽车已经在人们生产生活中得到了广泛应用,确保电动汽车能源供给的稳定性,是当前提高电动汽车使用性能的重要措施。
与传统燃油汽车相比,在电动汽车中电机控制系统的作用更为重要,必须要明确电机控制系统的工作性能和工作原理,确保能够通过改善电机控制系统,提高电动汽车的安全性和稳定性,基于此,本文分析了开关磁阻电机控制系统的具体应用。
关键词:开关磁阻电机 控制系统 电动汽车 应用1 引言目前,在电动汽车行业发展进程中,对电机驱动系统的要求主要体现在以下几个方面,首先必须要确保能够适应频繁的启动、加速及正反转调节需求,然后在转速和转矩变化相对较大时,能够满足爬坡和超车的性能要求,同时还要保证在相对恶劣的环境下,具有较好的制动性能。
而开关磁阻电机控制系统能够在一定程度上满足这些需求,所以目前在电动汽车行业发展进程中,开关磁阻电机控制系统得到了广泛的应用和推广。
2 开关磁阻电机控制系统的优势及与其他系统的区别目前在我国电动汽车行业中,驱动系统主要分为以下4种,首先可以通过变压变频的方式,对交流异步电动机进行相应的控制,从而构成整体的驱动系统,其优点是构造相对简单,所以需要消耗的成本较低,并且能实现高速运转和大范围调速,同时这种驱动系统在出现故障时维护相对较为方便,并且寿命较长,但是在作为电动汽车的驱动系统进行应用时,控制流程相对较为复杂,并且容量小,时效率低,同时制动也相对较为困难,所以在电动汽车行业的驱动系统中应用较少。
其次是通过斩波的方式进行控制的直流电机组成的驱动系统,这种系统的优点是在控制性方面性能相对较高,并且不需要测量磁极的具体位置,同时调速也较为便捷,但是因为制造的工艺相对较为复杂,并且造价成本高,所以不适用于普通电动汽车的推广,在维护过程中因为其体积较大,增加了维护的复杂性,并且不适用于在恶劣的环境中工作,所以其使用的可靠性相对较差。
开关磁阻电机应用领域开关磁阻电机调速系统应用领域1、龙门刨床应用特点1)可比其他驱动方式节电30-70%2)启动电流小,对电网无冲击3)启动转矩大,适合重载起动4)制动转矩大,换向时越位小5)特有断电制动功能,避免创面以外停电时冲出床身6)电机不发热,适合频繁正反转;7)原有的基础上可以增加铣、磨新功能;8)简化结构,减少占地面积,节能效果明显;9)可靠性高,可减少停机时间,且调试、使用、维护方便2、锻压机床应用特点1)简化传动机械结构,减小体积;2)可比传统传动方式节电30%以上;3)滑块速度和形成次数无级调整;4)伺服控制,可在一个行程内精确变化转速;5)电机启动电流小,启动转矩大,适合频繁正反转;6)超强起动转矩,确保足够的打击能量;7)特殊制造设计的直驱式电动机;8)去掉摩擦换向装置,节省成本、节能效果明显3、纺织纺织机械应用特点1)能频繁迅速的实现起动、制动及正、反向运行;2)在一个工作行程中,可根据加工的要求平稳的变换速度;系统具有良好的负载特性;3) 控制器能保证电机在任何运动状态下转向变换时冲击电流在允许值内;4)数字、模拟混合控制,动态响应好,可靠性高;5)电机在最高转速时能够实现安全迅速制动换向;6)在一个工作行程中,可根据加工的要求平稳地变换速度;4、水泵应用特点1)可以带载启动,起动电流小;2)效率高,节能,过载能力强;3)调速范围宽;4)可频繁起停;5)应用开关磁阻电机调速系统可采用闭环控制,通过PLC与压力传感器相连接后可以随时的根据管网的内部压力的变化来调节电机的转速,即改变水泵的供水量,是管网内的水压保持恒定6)既能最大限速的增加管网的工作寿命,减少维护成本,又确保了正常生产用水的需要。
5、造纸机球磨机:1)实现数字化远程诊断及数据监控功能能;2)起动电流低、转矩大;3)效率高、节能效果好;4)随意设定速度,各部分传动点可任意单独起动,停止和调速;5)缺相与过负载时仍可工作,不会烧坏电机和控制器;6、风机1)调速范围宽,可在低速下长期运行;2)效率高,节能明显;3)功率因数高,无需加无功补偿装置7、压缩机1)启动转矩大,起动电流小可以带压启动;2)调速范围宽,效率高,低速下可长期运转;3)可实现恒压供气,节能;4)电机结构简单、牢固;工作可靠,能适用各种恶劣、高温甚至强振动环境;5)延长压缩机的使用寿命6)节能效果明显8、抽油机1、低启动电流,高启动转矩,启动电流为额定电流的30%,启动转矩为额定值的150%。
开关磁阻电机功率因数一、开关磁阻电机的基本原理开关磁阻电机是一种新型的电机,其基本原理是利用磁场的转移作用来实现转子运动。
该电机由定子和转子两部分组成,其中定子上有若干个线圈,通过交流电源对其进行供电,从而产生旋转磁场。
转子上则装有若干个铁芯,在旋转磁场的作用下,铁芯会发生磁通的变化,从而引起铁芯内部的磁场分布发生变化,使得转子产生旋转运动。
二、开关磁阻电机的优点相比传统的感应电机和永磁同步电机,开关磁阻电机具有以下几个优点:1. 高效率:由于该电机采用了开关控制技术,在启动和运行过程中可以实现高效率控制,从而大大提高了整个系统的能量利用率。
2. 负载能力强:在高负载情况下,该电机仍然能够保持较高的效率和稳定性。
3. 可靠性高:由于该电机采用了无刷结构设计,在使用过程中不会出现刷子摩擦和磨损等问题,从而大大提高了其使用寿命。
三、开关磁阻电机的功率因数功率因数是电力系统中的一个重要参数,它表示有用功与视在功之比。
在开关磁阻电机中,由于其结构特点和工作原理的限制,其功率因数通常较低。
这主要是由于以下几个方面的原因:1. 谐波产生:由于该电机采用了开关控制技术,在启动和运行过程中会产生大量的谐波,从而导致系统中出现较多的无功功率。
2. 磁场变化:由于该电机采用了变磁场控制技术,在运行过程中会不断改变磁场方向和大小,从而导致系统中出现较多的无功功率。
3. 电容器不足:在使用该电机时,需要配备适当大小的电容器来补偿无功功率,如果选用不当或数量不足,则会导致系统中出现较多的无功功率。
四、提高开关磁阻电机的功率因数为了提高开关磁阻电机的功率因数,可以采取以下几种方法:1. 优化控制策略:通过优化控制策略,减少谐波和磁场变化对系统的影响,从而降低无功功率的产生。
2. 增加电容器:在使用该电机时,可以增加适当大小的电容器来补偿无功功率,从而提高整个系统的功率因数。
3. 改进电机结构:通过改进电机结构,减少谐波和磁场变化对系统的影响,从而降低无功功率的产生。
开关磁阻电机参数一、工作原理开关磁阻电机是一种通过改变磁阻来实现转子运动的电动机。
其基本结构由定子和转子组成。
定子上有一组线圈,通过电流激励形成磁场。
转子上有一组磁阻,其磁阻值可以根据控制信号进行改变。
当电流通入定子线圈时,定子磁场将转子磁阻吸引到某一位置,使转子转动。
通过改变磁阻的大小和位置,可以控制转子的转动速度和方向。
二、性能特点1. 高效率:开关磁阻电机具有较高的转换效率,能够将电能有效地转换为机械能。
2. 高精度:开关磁阻电机的运动精度较高,能够实现微小的位置和速度控制。
3. 高可靠性:开关磁阻电机结构简单,无刷子、无集电环等易损件,具有较长的使用寿命。
4. 低噪音:开关磁阻电机的运行噪音较低,适用于对噪音要求较高的场合。
5. 高扭矩密度:开关磁阻电机具有较高的扭矩密度,能够在较小的体积内输出较大的扭矩。
三、参数介绍1. 额定电压:开关磁阻电机工作所需的电压,通常为直流电压。
2. 额定电流:开关磁阻电机在额定工作条件下所需的电流。
3. 转速范围:开关磁阻电机的转速范围,可以根据不同的应用需求进行调整。
4. 转矩常数:开关磁阻电机在额定电流下输出的转矩与电流之间的比值。
5. 转矩-转速特性:开关磁阻电机的转矩与转速之间的关系,可以通过转矩-转速曲线来表示。
6. 功率因数:开关磁阻电机的功率因数是指实际功率与视在功率之间的比值,反映了电机的功率利用效率。
7. 效率:开关磁阻电机的效率是指输出功率与输入功率之间的比值,反映了电机的能量转换效率。
四、应用领域开关磁阻电机由于其特有的性能特点,在许多领域得到了广泛的应用。
1. 自动化设备:开关磁阻电机作为一种精密的位置和速度控制装置,广泛应用于自动化设备中,如数控机床、半导体设备等。
2. 机器人技术:开关磁阻电机在机器人技术中具有重要的应用价值,能够实现精确的运动控制,提高机器人的工作效率和精度。
3. 医疗设备:开关磁阻电机在医疗设备中的应用越来越广泛,如手术机器人、医疗影像设备等,可以提供精确的运动控制和定位功能。
伺服型开关磁阻电机系统在企业节能改造、智能化改造项目中的优势伺服型开关磁阻电机不同于一般的开关磁阻电机,具备响应能力更快、位置精度更高、节电更彻底、智能化程度更高的优势。
在各类变载、变速、轻载工况下的泵类、风机类、压缩机类、阀门类、暖通类等设备中,以及高速运行的比如高速离心机、鼓风机、压缩机等设备上,可以大显身手。
艾磁科技伺服控制的开关磁阻电机一、伺服型开关磁阻电机方案目前使用电机驱动的工业设备,比如泵类、风机类等,70%仍然存在以下问题。
1)整个系统为传统的开环机械式控制,智能化程度低,损耗高。
2)驱动电机使用独立的三相异步电动机,不能智能调速、调扭矩,而是定值控制或人工、机械调整。
电机往往处于半载、轻载状态,造成了整个系统耗能很高。
即便通过诸如采用负载敏感变量泵等“节能技术”,来达到一定节能目的,但节能程度不高、不明显。
针对系统的上述问题点,我公司提出基于伺服型开关磁阻电机的高节能、智能化改造解决方案,以下是其基本内容。
1.采用智能闭环控制,通过电机的控制系统和压力传感器、温度传感器等组成闭环控制,通过智能控制算法实时控制电机的转速及扭矩等输出特性,是系统始终保持在需求的数值范围内,从而提升整个系统的效能及和智能化水平。
2.驱动电机采用伺服型开关磁阻电机。
开关磁阻电机是一种智能数字电机,能根据工况的变化实时调整输出特性,在轻载、变载、调速这样的工况下,电流对扭矩的下降成平方的下降,能最大程度实现负载变化时的节电水平。
因为开关磁阻电机是数字化电机,因此可对过压、欠压、过热、过载、缺相等提供完善、及时保护,最大程度减少了系统的维修故障。
3.电机系统具备各类通讯数据接口,即可以通过上位机(比如PLC)工作,也可以自行通讯工作,轻易接入互联网、物联网。
二、伺服型开关磁阻电机特性三、应用领域(液压、气压、水)泵站(液压、气压、水)泵站工厂和楼宇智能风机系统工厂和楼宇智能暖通、空调系统智能阀门系统。
高效开关磁阻电机的应用开关磁阻电动机调速系统是新一代无级调速系统,在国外已迅猛发展,在国内已经开始起步。
开关磁阻电动机调速系统以其调速范围宽、启动电流小、启动转矩大、低速性能好、耐用可靠、效率高等优点,被广泛应用于塑料机械、矿山机械、造纸机械、纺织机械、机床、油田采油、泵类、风机、电动车、风力发电等领域,并有后来者居上的趋势。
下面我们分别从工作原理、系统特点、市场应用、现存缺点来对它进行逐一的介绍。
1、工作原理开关磁阻电动机调速系统所用的开关磁阻电动机(SRM)是开关磁阻调速系统(SRD)中实现机电能量转换的部件,也是SRD有别于其他电动机驱动系统的主要标志。
SRM系双凸极可变磁阻电动机,其定、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成。
转子既无绕组也无永磁体,定子极上绕有集中绕组,径向相对的两个绕组联接起来,称为“一相”,SR电动机可以设计成多种不同相数结构,且定、转子的极数有多种不同的搭配。
相数多、步距角小,有利于减少转矩脉动,但结构复杂,且主开关器件多,成本高,现今应用较多的是四相(8/6)结构和三相(12/8)结构。
图1示出四相(8/6)结构SR电动机原理图。
为简单计,图中只画出A相绕组及其供电电路。
SR电动机的运行原理遵循“磁阻最小原理”—‘磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合,而具有一定形状的铁心在移动到最小磁阻位置时,必使自己的主轴线与磁场的轴线重合。
图2中,当定子D-D’极励磁时,1-1'向定子轴线D-D'重合的位置转动,并使D相励磁绕组的电感最大。
若以图中定、转子所处的相对位置作为起始位置,则依次给D→A→B→C相绕组通电,转子即会逆着励磁顺序以逆时针方向连续旋转;反之,若依次给B→A→D→C相通电,则电动机即会沿顺时针方向转动。
可见,SR电动机的转向与相绕组的电流方向无关,而仅取决于相绕组通电的顺序。
另外,从图2可以看出,当主开关器件S1、S2导通时,A相绕组从直流电源US吸收电能,而当S1、S2关断时,绕组电流经续流二极管VD1、VD2继续流通,并回馈给电源US。
开关磁阻电机开关磁阻电机是一种新型的直线电机,具有结构简单、高效节能、位移稳定等优点。
该电机采用开关磁阻原理,在交变磁场中实现直线运动,是一种不能超越的电源开关形式。
它不需要嵌入任何磁铁、不需要进行感应和发电操作、能够满足高精度和高强度的应用,适用于机器人、机床、广告、家庭电器、测量、组装、定位、人机交互设备等领域。
开关磁阻电机的工作原理是运用了开关磁阻原理中的开关效应,将电流通过电流传感器控制,使电机运行,可以按照规定的磁场幅度产生直线运动。
此外,开关磁阻电机原是替代低效率的定子型电机的一种创新电机,其结构如图所示。
图1 开关磁阻电机简化结构图1.反铁心铁心2.励磁线圈3.开关导电片组4.插口5.定位销6.支架开关磁阻电机的关键部分是开关导电片组,通过控制导电片组的运动状态可以实现电机的正反转以及加减速。
在电流改变方向时导电片组会改变方向,使电机向反方向运转。
同时导电片组的数目、形状和位置决定了电机的输出力矩,因此导电片组的设计至关重要。
另外,开关磁阻电机的励磁线圈由交流电源提供电流,产生交变磁场,导致导电片组在上下移动时受到的磁力方向不同,从而产生直线运动。
这种电机运用了开关磁阻原理中的非线性效应,使能量转化的效率相对较高,能够减少功耗和低噪音运行。
在实际应用中,开关磁阻电机需要进行合理的选择和设计。
选择时,应考虑电机的功率、扭矩和转速等指标,结合具体应用场合,选择适合的电机型号。
对于设计而言,需要考虑导电片组的形状和数量,以及励磁线圈的电压和频率等因素,以确保电机的性能和稳定性。
总之,开关磁阻电机在结构简单、高效节能、位移稳定等方面具有突出的优点,在广泛的应用领域具有广阔的前景。
随着未来科技的进步,开关磁阻电机将逐渐替代传统定子型电机,成为一种新型的高效能源转换设备。
开关磁阻电机的原理应用1. 什么是开关磁阻电机开关磁阻电机是一种新型的电机,它利用磁电耦合效应来达到转矩输出的目的。
与传统电机相比,开关磁阻电机具有结构简单、体积小、重量轻、效率高等优点,因此在一些特殊的应用领域具有广泛的应用前景。
2. 工作原理开关磁阻电机主要由转子、定子和磁极组成。
其中磁极由软磁性材料制成,可以在磁场中产生不同的磁阻,从而调节电机的输出转矩。
当电流通过定子线圈时,会在转子上产生磁通量。
通过控制磁极的磁阻,可以调节磁通量的路径,从而实现电机的转矩输出。
具体工作原理如下:•步骤1:开始时,电流通过转子线圈。
•步骤2:转子线圈中的电流会在转子上产生磁场。
•步骤3:通过控制磁极的磁阻,可以改变磁场的路径。
•步骤4:根据需要,可以调节磁场的大小和方向,从而实现不同的转矩输出。
3. 开关磁阻电机的应用开关磁阻电机在实际应用中有着广泛的应用领域,以下是一些常见的应用场景:3.1 自动控制系统开关磁阻电机可以用于自动控制系统中,例如自动门控制系统和电梯控制系统。
通过控制电机的转矩输出,可以实现门的自动开关和电梯的升降运动。
3.2 医疗设备开关磁阻电机可以用于医疗设备,例如手术机器人和医疗器械。
由于开关磁阻电机结构简单且体积小,非常适合用于医疗设备中,可以实现精确的运动控制。
3.3 机器人领域开关磁阻电机在机器人领域有着广泛的应用,例如工业机器人和服务机器人。
通过控制电机的转矩输出,可以实现机器人的运动和抓取动作。
3.4 汽车行业开关磁阻电机可以用于汽车行业,例如电动车和智能驾驶系统。
由于开关磁阻电机具有高效率和高可靠性,非常适合用于电动车的动力系统和智能驾驶系统的控制。
3.5 其他领域开关磁阻电机还可以在其他领域中得到应用,例如航空航天、电子设备和家用电器等。
由于开关磁阻电机具有体积小、重量轻和高效率的特点,可以实现精确的控制和节能效果。
4. 总结开关磁阻电机是一种新型的电机,利用磁电耦合效应实现转矩输出。
开关磁阻电机的九大优势、三大缺点、应用
领域全面解析
近年来,开关磁阻电机逐渐走进了市场,因为该电机具有其他电机没有的优势,所以逐渐成为了市场未来发展的主要方向,目前已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域。
那么开关磁阻电机的优势到底是什么呢?让我们一起来了解一下吧!开关磁阻电机调速系统是以现代电力电子与微机控制技术为基础的机电一体化产品。
它是由开关磁阻电动机和微机智能控制器两部分组成,其特点是效率高、节能效果好、调速范围广,无冲击起动电流,起动转矩大,控制灵活等特点。
1998年,我国把发展电动机调速节能和电力电子节电技术纳入《中华人民共和国节能法》中,国家发改委“电动机节能计划”明确提出:提高电动机15-20%的效率,实现节电1000亿kWh/年。
因此,该种电机被广泛用于运输车辆驱动、龙门刨、锻压设备等需要重载起动,频繁启动,正反转的场合。
近几年,随着电机节能理念的逐渐深入,开关磁阻电机由于具有以下的特点,其正在应用于各种场合。
开关磁阻电机调速系统的特点:一、效率高,节能效果好。
经过测试,其整体效率比交流异步电动机变频调速系统至少高3%以上,低速下能提高至少10%,与直流调速、串级调速、电磁调速等比较,节电效果更明显。
二、起动转矩大,适合重载起动和负载变化明显且频繁启动的场合。
测试发现其启动转矩达额定转矩的150%时,起动电流仅为额定电流的30%,优势非常明显三、调速范围广。
开关磁阻电机可以在低速下长期运行,由于效率高,在低速下的温升程度比额定工况时要低,解决了变频调速电机低速运行时电动机发热问题,还可以根据实际灵活设置最高转速。
四、可频繁正、反转起动停止,系统调控性好,制动性好,能实现再生制动,节电效果显著。
五、起动电流小,避免对电网的冲击。
开关磁阻电机具有软启动特性,没有普通交流电动机起动电流大于5-7倍额定电流的现象。
六、功率因数高,不需增加无功补偿装置,测试发现,开关磁阻电机系统在空载和满载时的功率因数均大于0.98 。
七、电机结构简单、牢固、制造工艺简单、成本低、工作可靠,能适用于各种恶劣高温强震动环境。
八、缺相和过载时仍可工作。
当电源出现缺相、电动机或控制器任一相出现故障时,电机输出功率减少,但仍可运行。
当系统超过负载120%以上时,转速转速只会下降,而不会烧损电动机和控制柜。
九、控制器中功率变换器与电动机绕组串联,不会出现变频调速系统功率变换器可能出现的直通故障,可靠性大为提高。
目前的电机都是优缺点并存,任何一种电机都无法取代其它所有类型的电机,开关磁阻电机也具有以下缺点: 1.转矩脉动:开关磁阻电机工作在脉冲供电方式中,瞬时转矩脉动大,转速很低时,步进状态明显,而且由于其本身的非线性,导致转矩控制困难。
尽管目前研究SRD直接转矩控制技术等文章较多,但仍难以实现转矩的精确控制,在伺服等精密控制场合,SRD与其它类型电机相比不具有优势。
2.噪声:开关磁阻电机相绕组轮流导通,径向力导致定子变形,换相时更明显,电机噪声大,减小振动和噪声是重要的研究课题,很多科研人员正在从电磁参数设计和调速方法以及电机结构几方面进行研究加以改进,但现在与其它电机相比,仍然噪声偏大。
3.位置检测器:位置检测器使得结构简单的开关磁阻电机变得逊色,降低了系统可靠性,因此探索实用的无位置检测器的检测方案是十分有必要的。
目前国内外研究较多的是用定子绕组的瞬态电感信息来实现无位置检测器方案,但距实际应用还待进一步深入研究。
国内开关磁阻电机的应用市场主要包括:(1)
锻造机械:目前,这是开关磁阻电机应用最成功的场合之一。
这一次完全符合上述五个
条件。
它具有过载要求、正反转、调速范围宽、节能等优点,完全忽略了开关磁阻电机的缺点:噪声、振动和转矩脉动。
在开关磁阻电机企业界,有一种说法是锻造得到了世界。
山东科辉公司近年来在全国处于领先地位,这与其早期准确的市场开发和定位是分不开的。
(2)
纺织机械:首先,我们应该感谢外国人的申请。
中国主流进口纺织机械必佳乐率先采用开关磁阻电机,这让国内织机制造商自然认可开关磁阻电机。
自2009年以来,开关磁阻电机逐渐在剑杆织机和毛巾织机上占有一席之地。
纺织应用满足上述1、3和5的条件,节能、启动快(电机可通过旋转3圈从零转速达到额定转速),且无振动和噪声要求。
国外织机使用的开关磁阻电机是四相8/6极电机,而我国早期使用的是三相12/8极电机。
目前,我国也引进了四相电机,这可能会逐步消除纺织行业的三相12/8结构。
奇怪的是,北京中纺公司出生在纺织研究院。
然而,北京中纺的开关磁阻电机从未在纺织机械上推广。
相反,山东、深圳、杭州等公司在纺织行业得到了更好的推广。
图3纺织机械(3) 油田和煤矿:能源和环境保护一直是国家战略布局的重点。
在抽油机、煤矿输送带等场合使用开关磁阻电机后,效果仍然明显。
近年来,胜利油田、中原油田和长庆油田都进行了改造项目,总体上满足了改造要求,但油田市场是国有企业的阵地,你知道,目前很难实现大规模推广。
至于煤矿,对于北京中房来说,很难取得成功或失败。
这些年是煤炭的淡季,很难扩大规模。
图4油田抽油机(4)
小家电:这方面主要关注高速开关磁阻电机的应用。
国外真空吸尘器、烹饪机、破壁机和洗衣机大量使用开关磁阻电机,性能显著提高,数量大,范围广。
然而,在这方面,国内只有少数新闻提到原型的开发,而且还没有看到大规模的应用,也许成本价格是限制这些场合推广的主要瓶颈。
图5小家电的应用(5)
电动汽车:对于开关磁阻电机来说,提到电动汽车的应用可能是一件痛苦的事情。
无论是在国内还是国外,最早的开关磁阻电机原型都是为电动汽车开发的。
他们看好开关磁阻电机起动转矩大、加速性能好的优点,非常适合电动汽车的应用。
华中科技大学和北京中纺公司联合安装了20辆武汉混合动力客车用开关磁阻电机,并进行了长期运行试验,取得了良好的效果。
然而,由于噪声和功率密度问题,近年来电动汽车市场基本上被永磁电机占据,这也与中国永磁电机价格低廉有关。
从长远来看,永磁体是不可再生资源,无法满足电动汽车巨大的市场需求。
开关磁阻电机从业者应该继续深入挖掘,等待花朵盛开。
图6 SRD驱动的矿用叉车(6)
其他场合:近年来,生产开关磁阻电机的企业逐渐增多,企业也纷纷出海施展才华。
他们在不同的场合尝试过。
最简单的节能改造场合,如风机、水泵等,以及球磨机、推拉门、剪切机、起动器/发电机、注塑机等,也取得了一定的效果,但目前这些场合的使用规模仍然较小。
未来能否在全行业推广还需观察。
结论:开关磁阻电机是近30年发展起来的一种新型调速系统。
它的优点和缺点也很明显。
为了吸引投资,个别制造商试图用开关磁阻电机取代普通异步电机(或创新计划)是不现实的。
如何结合现场应用的特点,充分发挥开关磁阻电机的优点,避免或减少其缺点带来的弊端,是科研人员应该不断努力的方向!。