纯磁阻电机话题讨论:同步磁阻电机和开关磁阻电机有什么区别,包括但不限于机理,应用以及控制层面?
一、纯磁阻电机话题讨论:同步磁阻电机和开关磁阻电机有什么区别,包括但不限于机理,应用以及控制层面?
可以看看东南大学程老师、花老师的文章。
二、磁阻电机原理?
磁阻电动机是利用磁阻最小原理,也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合,利用齿极间的吸引力拉动转子旋转。为方便分析磁路,我们把相对的相分别标为a、b、c相,各相线圈由开关控制电流通断,约定转子启动前的转角为0度。
为了使转子继续转动,在转子转到30度前已切断A相电源在30度时接通B相电源,磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯,于是转子继续转动,磁力一直牵引转子转到60度为止
在转子转到60度前切断B相电源在60度时接通C相电源,磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯,转子继续转动,磁力一直牵引转子转到90度为止
当转子转到90度前切断C相电源,转子在90度的状态与前面0度开始时一样,重复前面过程,接通A相电源,转子继续转动,这样不停的重复下去,转子就会不停的旋转
三、无磁阻电机原理?
传统电动车的轮毂式电机一旦闭电,电动车之前由于自身惯性做的功就全部被浪费掉了,但是对于电的损耗却一点也不少。而绿源电动车将离合器原理添加到传统轮毂式发电机上,就形成了零磁阻电机,这样发电机闭电后,电动车自身产生的惯性也不会被白白浪费掉,而是会继续带动电动车向前滑行,增加了电动车一倍的滑行距离,还提升了电动车20%的总行驶里程。
四、同步磁阻电机原理?
同步磁阻电机是一种基于同步电机和磁阻电机的原理而设计的新型电机。它利用磁阻转矩来驱动负载,同时采用同步电机的控制方式来实现对转子旋转速度的精确控制。
同步磁阻电机的转子采用凸极结构,由硅钢片叠压而成。转子上没有绕组,而是通过气隙磁场与定子绕组产生的磁场相互作用来产生转矩。定子绕组中通入三相交流电,产生旋转的磁场,与转子上的凸极相互作用,产生磁阻转矩。
磁阻转矩是通过对定子绕组施加特定的相序和电流来产生的。当定子绕组中的电流方向与相序不同时,产生的磁场与转子上的凸极相互作用,产生磁阻转矩,使转子旋转。
同步磁阻电机的控制方式与同步电机的控制方式类似,可以通过调节定子绕组的电流和频率来控制电机的转速和输出转矩。同时,由于磁阻电机的结构简单、维护方便、可靠性高等优点,使得它在实际应用中具有广泛的发展前景。
五、什么是无磁阻电机?
这是绿源电动车最新研发出的一项技术,首次将离合器原理应用到了电动车的电机上。
普通电动车电机采用的是轮毂式低速电机,这种电机就是普通的发电机原理,一旦闭电,车辆之前由于惯性产生的能量全部被白白浪费。
而零磁阻电机,就是车辆在闭电滑行的时候,离合器产生作用,将电机内部磁钢与外轮分开,避免了电机由于线圈切割磁场产生的电损耗
六、同步磁阻电机哪家强?
同步磁阻电机是一种高效、低噪音、高转速、高精度的电机,由于其突出的性能表现,在市场上备受瞩目,现在已经有多家企业在这一领域进行了研发和生产,例如美的集团、海尔集团、三星电机、惠而浦电机等知名厂家,其中美的集团在同步磁阻电机技术上处于领先地位。此外,三星和日本的Nidec也是同步磁阻电机制造领域的重要参与者。随着技术的不断革新和市场的日益成熟,同步磁阻电机未来的前景将不可限量。
七、磁阻电机的优缺点?
开关磁阻电机的优点
1、电动机结构简单、成本低、可用于高速运转
SRD的结构比鼠笼式感应电动机还要简单。其突出的优点是转子上没有任何形式的绕组,因此不会有鼠笼感应电机制造过程中铸造不良和使用过程中的断条等问题。其转子机械强度极高,可以用于超高速运转(如每分钟上万转)。在定子方面,它只有几个集中绕组,因此制造简便、绝缘结构简单。
2、功率电路简单可靠
因为电动机转矩方向与绕组电流方向无关,即只需单方相绕组电流,故功率电路可以做到每相一个功率开关。对比异步电动机绕组需流过双向电流,向其供电的PWM变频器功率电路每相需两个功率器件。因此,开关磁阻电动机调速系统较PWM变频器功率电路中所需的功率元件少,电路结构简单。另外,PWM变频器功率电路中每桥臂两个功率开关管直接跨在直流电源侧,易发生直通短路烧毁功率器件。而开关磁阻电动机调速系统中每个功率开关器件均直接与电动机绕组相串联,根本上避免了直通短路现象。因此开关磁阻调速电动机调速系统中功率电路的保护电路可以简化,即降低了成本,又有较高的工作可靠性。
3、系统可靠性高
从电动机的电磁结构上看,各项绕组和磁路相互独立,各自在一定轴角范围内产生电磁转矩。而不像在一般电动机中必须在各相绕组和磁路共同作用下产生一个旋转磁场,电动机才能正常运转。从控制结构上看,各相电路各自给一相绕组供电,一般也是相互独立工作。由此可知,当电动机一相绕组或控制器一相电路发生故障时,只需停止该相工作,电动机除总输出功率能力有所减小外,并无其他妨碍。
4、起动转矩大,起动电流低
控制器从电源侧吸收较少的电流,在电机侧得到较大的起动转矩是本系统的一大特点。典型产品的数据是:起动电流为额定电流的15%时,获得起动转矩为100%的额定转矩;起动电流为额定电流的30%时,起动转矩可达其额定转矩的250%。而其他调速系统的起动特性与之相比,如直流电机为100%的电流,鼠笼感应电动机为300%的电流,获得100%的转矩。起动电流小而转矩大的优点还可以延伸到低速运行段,因此本系统十分合适那些需要重载起动和较长时间低速重载运行的机械。
5、适用于频繁起停及正反向转换运行
本系统具有的高起动转矩、低起动电流的特点,使之在起动过程中电流冲击小,电动机和控制器发热较连续额定运行时还要小。可控参数多使其制动运行能与电动运行具有同样优良的转矩输出能力和工作特性。二者综合作用的结果必然使之适用于频繁起停及正反向转换运行,次数可达1000次/小时。
6、可控参数多,调速性能好
控制开关磁阻电动机的主要运行参数和常用方法至少有四种:相导通角、相关断角、相电流幅值、相绕组电压。可控参数多,意味着控制灵活方便。可以根据对电动机的运行要求和电动机的情况,采取不同控制方法和参数值,即可使之运行于最佳状态(如出力最大、效率最高等),还可使之实现各种不同的功能的特定曲线。如使电动机具有完全相同的四象限运行能力,并具有最高起动转矩和串励电动机的负载能力曲线。由于SRD速度闭环是必备的,因此系统具有很高的稳速精度,可以很方便的构成无静差调速系统。
7、效率高,损耗小
本系统是一种非常高效的调速系统。这是因为一方面电动机绕组无铜损;另一方面电动机可控参数多,灵活方便,易于在宽转速范围和不同负载下实现高效优化控制。以3kWSRD为例,其系统效率在很宽范围内都在87%以上,这是其它一些调速系统不容易达到的。将本系统同PWM变频器鼠笼型异步电动机的系统进行比较,本系统在不同转速和不同负载下的效率均比变频器系统高,一般要高5~10个百分点。
8、可通过机和电的统一协调设计满足各种特殊使用要求。
开关磁阻电机的缺点
1、有转矩脉动。从工作原理可知,S开关磁阻电动机转子上产生的转矩是由一些列脉冲转矩叠加而成的,由于双凸极结构和磁路饱和非线性的影响,合成转矩不是一个恒定转矩,而有一定的谐波分量,这影响了SR电动机低速运行性能。
2、SR电动机传动系统的噪声与震动比一般电动机大。
3、SR电动机的出线头较多,如三相SR电动机至少有四根出线头,四相SR电动机至少有五根出线头,而且还有位置检测器出线端。
八、磁阻电机原理及讲解?
磁阻电机,一种连续运行的电气传动装置,其结构及工作原理与传统的交、直流电动机有很大的区别。它不依靠定、转子绕组电流所产生磁场的相互作用而产生转矩,而是依靠“磁阻最小原理”产生转矩。
所谓“磁阻最小原理”,即:“磁通总是沿着磁导最小的路径闭合,从而产生磁拉力,进而形成磁阻性质的电磁转矩”和“磁力线具有力图缩短磁通路径以减小磁阻和增大磁导的本性”。
此类电机是利用磁阻(magnetic reluctance),也被称为磁电阻(magnetic resistance)让电机产生旋转运动,就像电路那样,磁路中的磁通总是要沿着磁阻最小的路径闭合。
凸极率是转子叠片设计的直接结果,叠片的冲制用来切割出电机的等效气隙形状以控制磁通路径,冲制工艺还对d轴和q轴电感随着磁化电流变化而变化产生影响。由于冲制工艺增加了等效气隙,需要更大的励磁电流,导致功率因数cosφ. 变得更差。
磁阻电机的工作原理
磁阻电动机是利用磁阻最小原理,也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合,利用齿极间的吸引力拉动转子旋转。为方便分析磁路,我们把相对的相分别标为a、b、c相,各相线圈由开关控制电流通断,约定转子启动前的转角为0度。
为了使转子继续转动,在转子转到30度前已切断A相电源在30度时接通B相电源,磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯,于是转子继续转动,磁力一直牵引转子转到60度为止。
在转子转到60度前切断B相电源在60度时接通C相电源,磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯,转子继续转动,磁力一直牵引转子转到90度为止。
当转子转到90度前切断C相电源,转子在90度的状态与前面0度开始时一样,重复前面过程,接通A相电源,转子继续转动,这样不停的重复下去,转子就会不停的旋转。
磁阻电机的结构
磁阻电机在转子旋转时,磁路的磁阻要有尽可能大的变化。所以,该电动机的定、转子均采用双凸极结构,并用硅钢片叠制而成。在每个定子磁极上都装有简单的集中绕组,并把径向相对的两个定子磁极上的绕组以串联或并联的方式构成一相。
在转子上无任何绕组,也无永磁体。按照电动机的相数,可分为奇数相和偶数相。按照电动机的磁路结构,可分为两极型长磁路结构和四极型短磁路结构。按照电动机的通电励磁模式,有单相励磁和多相励磁之分。
电机转子无永磁体,允许较高的温升。由于绕组均在定子上,电机容易冷却。效率高,损耗小。转矩方向与电流方向无关,只需单方相绕组电流,每相一个功率开关,功率电路简单可靠。转子上没有电刷,结构坚固,适用于高速驱动。
磁阻电机的应用
近年来磁阻电机的应用和发展取得了明显的进步,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,功率范围从10W~5MW,最大速度高达100000 r/min。
1.磁阻电机电动车应用
磁阻电机最初的应用领域就是电动车。目前电动汽车和电动自行车的驱动电机主要有永磁无刷及永磁有刷两种,然而采用开关磁阻电机驱动有其独特的优势。当高能量密度和系统效率为关键指标时,开关磁阻电机变为首选对象。
2.磁阻电机纺织工业应用
近十年来我国纺织机械行业的机电一体化水平有了较明显的提高,在新型纺织机械上普遍采用了机电一体化技术。这项技术的内容包含了先进的信息处理和控制技术,即以计算机为核心,有PLC、工控机、单片机等组成的控制系统;先进的驱动技术,有变频调速,交流伺服,步进电机等;检测传感技术和执行机构;精密机械技术等。
3.磁阻电机焦炭工业应用
磁阻电机因其启动力矩大、启动电流小,可以频繁重载启动,无需其他的电源变压器,节能,维护简单,特别适用于矿井输送机、电牵引采煤机及中小型绞车等。
我国研制成功110kW的开关磁阻电机用于矸石山绞车、132kW的开关磁阻电机用于带式输送机拖动,良好的启动和调速性能受到工人们的欢迎。我国还将开关磁阻电机用于电牵引采煤机牵引,运行试验表明新型采煤机性能良好。此外还成功地将开关磁阻电机用于电机车,提高了电机车运行的可靠性和效率。
4.磁阻电机在家电行业的应用
磁阻电机的发展状况
众所周知,磁阻电机驱动系统是一种高效的电机系统,其综合性能超越以往各种传统电机,效率、性能、数字智能化控制等方面,都具有不可比拟的优势,而且在某些特定领域如15万转以上的超高速领域具有无可替代性。但是,另一方面,为什么这一优秀的动力产品在我国没有真正普及呢?本文将系统的回答这一问题。
一、磁阻电机的技术状态
和大部分圈外人士所认识的不同,不同于变频电机,磁阻电机驱动系统的技术极其复杂而体系。其中电机本体的电磁计算和结构工艺技术,可以说是所有电机里面最复杂的,至今在我国没有合理的动态数学模型用来揭示其复杂的内部微观特性,也就是说开关磁阻电机典型的非线性特征,难于具体把握。
总体而言,我们可以简单的根据技术状态,把开关磁阻电机一分为二,一是普通基础技术产品,一是高精度技术产品。所谓普通基础技术产品,就是依据其根本原理,而研究、产生的最基础的产品,就像第一代计算机,粗大笨重、精度差、计算速度慢。
高精度技术产品则不然,其从电机设计、工艺、控制技术等各个环节,都采用科学开发模式和先进技术,并使用高精度加工设备和工艺,针对各个应用设备的细节特性而具体设计
九、同步磁阻电机优缺点?
根据同步磁阻电机工作原理可知,同步磁阻电机的最大优点有以下几点:
一是电机定子和转子结构简单,制造成本比较低。
二是驱动控制方式简单,控制器电路比较容易实现。
三是同步磁阻电机在恶劣环境下比较耐用。同步磁阻电机主要缺点为运转平稳度比较低,而且运转噪音比较大。
十、有没有电动汽车使用开关磁阻电机的?
那个,感谢您的邀请,您邀请我好几次了,我这不来吧,不好意思,虽说我是汽车行业的,但是我实在是不懂啊,所以百度了好些东西,如有侵权,希望各位联系我
,1、脉动是一个问题,但不是最大的问题,脉动问题可以通过增加极对数或使用在惯量较大的设备上,不过增加极对数的同时成本也会有所增加。
2、噪音问题本质上也是脉动转矩造成的,解决方法也和上述一样,但始终不会优于异步电机或永磁电机,如果通过增加气息来改善噪音也有些效果,但会牺牲掉部分力矩。
3、很关键的一个因素是这种电机的功率密度低,低于传统的异步电机,更低于永磁电机。所以理论上的成本较低,但因异步电机的成熟和功率密度相对于磁阻电机更大,其价格优势打了折扣。同时其效率也低于其它电机,在能源要求越来越高的今天,也制约了其发展。这个也有通过改善了磁通密度的开关磁通方式解决,但这和永磁电机的成本又接近了,其价值还是变小了。
4、不能广泛的关键是有没有适合其特性的使用场合,比如,其转子不用磁钢和线圈的特性,在哪个场合必须要这样的,就有价值。再比如承受温度可以比永磁电机要高,在哪个场合必须采用了,那就有价值。
5、可实现高速度运转的特性也是可以利用的一点,低速转矩大也是有利用价值的,但大多可以被异步或永磁电机或DCBL电机可取代,而这些电机技术已经非常成熟,所以也制约了其发展。
6、可预见的潜在市场在10KW以下的不受功率密度限制的无辅助冷却装置的设备上,如低成本的低速电动汽车额定轮毂电机。但这块的市场中有潜在的没有当下的,所以也是制约其发展的原因之一
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