1.開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)由雙凸極的定子和轉(zhuǎn)子組成,其定子、轉(zhuǎn)子的凸極均由普通的硅鋼片疊壓而成,如圖5-38所示。定子極上繞有集中繞組,把沿徑向相對(duì)的兩個(gè)繞組串聯(lián)成一個(gè)兩級(jí)磁極,稱(chēng)為“一相”;轉(zhuǎn)子既無(wú)繞組又無(wú)永磁體,僅由硅鋼片疊成。

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)有多種不同的相數(shù)結(jié)構(gòu),如單相、二相、四相及多相等,且定子和轉(zhuǎn)子的極數(shù)有多種不同的搭配。低于三相的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)一般沒(méi)有自起動(dòng)能力。相數(shù)多有利于減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、主開(kāi)關(guān)器件多、成本增高。目前應(yīng)用較多的是四相8/6極結(jié)構(gòu)、三相6/4極結(jié)構(gòu)及六相12/8極結(jié)構(gòu),如圖5-39所示。

圖5-38　開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的組成

圖5-39　開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

a)6/4極;b)8/6極;c)12/8極

在定子相對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)凸極上的集中繞組互相串聯(lián),構(gòu)成一相,但在轉(zhuǎn)子上沒(méi)有任何繞組。因此,定子上有6個(gè)凸極的為三相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),定子上有8個(gè)凸極的為四相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),如此類(lèi)推,其不同組合方式的結(jié)構(gòu)方案見(jiàn)表5-4。

表5-4　開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)方案

2.開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)與其他電動(dòng)機(jī)相比,具有以下優(yōu)點(diǎn)。

(1)可控參數(shù)多,調(diào)速性能好?？煽貐?shù)有主開(kāi)關(guān)開(kāi)通角、主開(kāi)關(guān)關(guān)斷角、相電流幅值、直流電源電壓,控制方便,可四象限運(yùn)行,容易實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和電動(dòng)、制動(dòng)等特定的調(diào)節(jié)控制。

(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低。開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子無(wú)繞組,也不加永久磁鐵,定子為集中繞組,比傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)及感應(yīng)電動(dòng)機(jī)都簡(jiǎn)單,制造和維護(hù)方便;它的功率變換器比較簡(jiǎn)單,主開(kāi)關(guān)元件數(shù)較少,電子器件少,成本低。

(3)損耗小,運(yùn)轉(zhuǎn)效率高。開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子不存在勵(lì)磁及轉(zhuǎn)差損耗,功率變換器元器件少,相應(yīng)的損耗也小;控制靈活,易于在很寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能控制。

(4)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,起動(dòng)電流小。在15%額定電流的情況下就能達(dá)到100%的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。但是,由于開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)和工作方式,也存在如下一些缺點(diǎn):

(1)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)現(xiàn)象較大。

(2)振動(dòng)和噪聲相對(duì)較大,特別是在負(fù)載運(yùn)行的時(shí)候。

(3)電動(dòng)機(jī)的出線(xiàn)頭相對(duì)較多,還有位置檢測(cè)器出線(xiàn)端。

(4)電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜,其準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型較難建立。

(5)控制復(fù)雜,依賴(lài)于電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。