開關(guān)磁阻電機(jī)的特點及應(yīng)用

　　由于交流調(diào)速技術(shù)固有的缺點，人們一直在尋找一種新的調(diào)速技術(shù)。隨著計算機(jī)自動控制技術(shù)和電力技術(shù)的日益成熟，作為一種結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)速性能好、效率高、節(jié)能效果顯著的新型電氣傳動調(diào)速技術(shù)，開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速技術(shù)引起了世界各國電氣傳動界的廣泛關(guān)注，并在傳動機(jī)械、礦山機(jī)械、電動車、家用電器等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

　　一 前言

　　隨著我國社會經(jīng)濟(jì)健康、持續(xù)的增長，電力消費數(shù)量也保持快速增長。目前我國能源形勢日趨緊張，為了進(jìn)一步推進(jìn)資源節(jié)約和綜合利用，保證經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，國家正大力加快建設(shè)節(jié)約型社會的進(jìn)程。

　　二 開關(guān)磁阻電機(jī)的特點

　　開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)越，可靠性高，覆蓋功率范圍10W～5MW的各種高低速驅(qū)動調(diào)速系統(tǒng)，使得開關(guān)磁阻電機(jī)存在許多潛在的領(lǐng)域，在各種需要調(diào)速和高效率的場合均能得到廣泛使用。

　　◆ 其結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，電機(jī)的轉(zhuǎn)子沒有繞組和磁鐵。

　　◆ 電機(jī)轉(zhuǎn)子無永磁體，允許較高的溫升。由于繞組均在定子上，電機(jī)容易冷卻。效率高，損耗小。

　　◆ 轉(zhuǎn)矩方向與電流方向無關(guān)，只需單方相繞組電流，每相一個功率開關(guān)，功率電路簡單可靠。

　　◆ 轉(zhuǎn)子上沒有電刷結(jié)構(gòu)堅固，適用于高速驅(qū)動。

　　◆ 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小，有較高轉(zhuǎn)矩慣量比。

　　◆ 調(diào)速范圍寬，控制靈活，易于實現(xiàn)各種再生制動能力。

　　◆ 并具頻繁啟動（1000次／小時），正向反向運轉(zhuǎn)的特殊場合使用。

　　◆ 且啟動電流小，啟動轉(zhuǎn)矩大，低速時更為突出。

　　◆ 電機(jī)的繞組電流方向為單方向，電力控制電路簡單，具有較高的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

　　◆ 可通過機(jī)和電的統(tǒng)一協(xié)調(diào)設(shè)計滿足各種特殊使用要求。

　　三 開關(guān)磁阻電機(jī)的應(yīng)用

　　近年來開關(guān)磁阻電機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展取得了明顯的進(jìn)步，已成功地應(yīng)用于電動車驅(qū)動、通用工業(yè)、家用電器和紡織機(jī)械等各個領(lǐng)域，功率范圍從10W～5MW，最大速度高達(dá)100000 r/min。

　　1.開關(guān)磁阻電機(jī)電動車應(yīng)用

　　開關(guān)磁阻電機(jī)最初的應(yīng)用領(lǐng)域就是電動車。目前電動汽車和電動自行車的驅(qū)動電機(jī)主要有永磁無刷及永磁有刷兩種，然而采用開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動有其獨特的優(yōu)勢。當(dāng)高能量密度和系統(tǒng)效率為關(guān)鍵指標(biāo)時，開關(guān)磁阻電機(jī)變?yōu)槭走x對象。SRD開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊牢固，適合于高速運行，并且驅(qū)動電路簡單、成本低、性能可靠，在寬廣的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)效率都較高，且可以方便地實現(xiàn)四象限控制。這些特點使SRD開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)適合電動車輛的各種工況下運行，是電動車輛中極具有潛力的一種電機(jī)。

　　2.開關(guān)磁阻電機(jī)紡織工業(yè)應(yīng)用

　　近十年來我國紡織機(jī)械行業(yè)的機(jī)電一體化水平有了較明顯的提高，在新型紡織機(jī)械上普遍采用了機(jī)電一體化技術(shù)。這項技術(shù)的內(nèi)容包含了先進(jìn)的信息處理和控制技術(shù)，即以計算機(jī)為核心，有PLC、工控機(jī)、單片機(jī)等組成的控制系統(tǒng);先進(jìn)的驅(qū)動技術(shù)，有變頻調(diào)速，交流伺服，步進(jìn)電機(jī)等;檢測傳感技術(shù)和執(zhí)行機(jī)構(gòu);精密機(jī)械技術(shù)等。棉紡織設(shè)備是較有代表性的機(jī)電一體化產(chǎn)品。其中，無梭織機(jī)的主傳動技術(shù)也有了新的突破：采用開關(guān)磁阻電機(jī)作為無梭織機(jī)的主傳動帶來許多好處，減少傳動齒輪，不用皮帶和皮帶盤，不用電磁離合器和剎車盤，不用尋緯電機(jī)，節(jié)能10%等優(yōu)點，國內(nèi)已有開關(guān)磁阻電機(jī)和驅(qū)動器的產(chǎn)品，目前還在與無梭織機(jī)主機(jī)廠合作，共同開發(fā)應(yīng)用技術(shù)，希望能盡快取得成功，填補國內(nèi)空白。

　　3.開關(guān)磁阻電機(jī)焦炭工業(yè)應(yīng)用

　　開關(guān)磁阻電機(jī)因其啟動力矩大、啟動電流小，可以頻繁重載啟動，無需其他的電源變壓器，節(jié)能，維護(hù)簡單，特別適用于礦井輸送機(jī)、電牽引采煤機(jī)及中小型絞車等。

　　我國研制成功110kW的開關(guān)磁阻電機(jī)用于矸石山絞車、132kW的開關(guān)磁阻電機(jī)用于帶式輸送機(jī)拖動，良好的啟動和調(diào)速性能受到工人們的歡迎。我國還將開關(guān)磁阻電機(jī)用于電牽引采煤機(jī)牽引，運行試驗表明新型采煤機(jī)性能良好。此外還成功地將開關(guān)磁阻電機(jī)用于電機(jī)車，提高了電機(jī)車運行的可靠性和效率。

　　4.開關(guān)磁阻電機(jī)在家電行業(yè)的應(yīng)用

　　隨著人們生活水平的提高，洗衣機(jī)已逐漸深入千家萬戶，洗衣機(jī)也經(jīng)歷了手動機(jī)械洗衣機(jī)、半自動洗衣機(jī)、全自動洗衣機(jī)的發(fā)展過程，并不斷智能化。洗衣機(jī)電機(jī)也由簡單的有級調(diào)速電機(jī)發(fā)展為無級調(diào)速電機(jī)。開關(guān)磁阻電機(jī)由于低成本、高性能、智能化已開始應(yīng)用于洗衣機(jī)，在美國高檔洗衣機(jī)中已小批量采用，優(yōu)點顯著：很低的洗滌速度。良好的衣物分布性。滾筒平衡性好?？焖侔踩C(jī)。軟啟動。電流限幅。最大速度高，低速轉(zhuǎn)矩大。機(jī)械特性易調(diào)整。對水溫、水流等易于智能控制。

　　四 結(jié)束語

　　開關(guān)磁阻電機(jī)集交流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、堅固可靠和直流調(diào)速系統(tǒng)可控性好的優(yōu)點于一身，且還具有價格低、適應(yīng)力強等突出優(yōu)點，表現(xiàn)出良好的運行性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，顯示出廣闊的應(yīng)用前景。開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)已成為極具潛力的新一代無極調(diào)速系統(tǒng)，應(yīng)用將日益廣泛。