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安庆电机谈开关磁阻电机的特点及应用

    由于交流调速技术固有的缺点,人们一直在寻找一种新的调速技术。随着计算机自动控制技术和电力技术的日益成熟,作为一种结构简单、调速性能好、效率高、节能效果显着的新型电气传动调速技术,开关磁阻电机调速技术引起了世界各国电气传动界的广泛关注,并在传动机械、矿山机械、电动车、家用电器等领域得到广泛的应用。

  一前言

  随着我国社会经济健康、持续的增长,电力消费数量也保持快速增长。目前我国能源形势日趋紧张,为了进一步推进资源节约和综合利用,保证经济的可持续发展,国家正大力加快建设节约型社会的进程。

  二开关磁阻电机的特点

  开关磁阻电机结构简单,性能优越,可靠性高,覆盖功率范围10W~5MW的各种高低速驱动调速系统,使得开关磁阻电机存在许多潜在的领域,在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用。其结构简单,价格便宜,电机的转子没有绕组和磁铁。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。转子的转动惯量小,有较高转矩惯量比。调速范围宽,控制灵活,易于实现各种再生制动能力。可频繁启动,适合正向反向运转的特殊场合使用。启动电流小,启动转矩大,低速时更为突出。电机的绕组电流方向为单方向,电力控制电路简单,具有较高的经济性和可靠性。可通过机和电的统一协调设计满足各种特殊的使用要求。

  三开关磁阻电机的应用

  近年来开关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.开关磁阻电机电动车应用

  开关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。SRD开关磁阻电机驱动系统的电机结构紧凑牢固,适合于高速运行,并且驱动电路简单、成本低、性能可靠,在宽广的转速范围内效率都较高,且可以方便地实现四象限控制。这些特点使SRD开关磁阻电机驱动系统适合电动车辆的各种工况下运行,是电动车辆中极具有潜力的一种电机。

  2.开关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,等;检测传感技术和执行机构;精密机械技术等。棉纺织设备是较有代表性的机电一体化产品。其中,无梭织机的主传动技术也有了新的突破:采用开关磁阻电机作为无梭织机的主传动带来许多好处,减少传动齿轮,不用皮带和皮带盘,不用电磁离合器和刹车盘,不用寻纬电机,节能10%等优点,国内已有开关磁阻电机和驱动器的产品,目前还在与无梭织机主机厂合作,共同开发应用技术,希望能尽快取得成功,填补国内空白。

  3.开关磁阻电机焦炭工业应用

  开关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.开关磁阻电机在家电行业的应用

  随着人们生活水平的提高,洗衣机已逐渐深入千家万户,洗衣机也经历了手动机械洗衣机、半自动洗衣机、全自动洗衣机的发展过程,并不断智能化。洗衣机电机也由简单的有级调速电机发展为无级调速电机。开关磁阻电机由于低成本、高性能、智能化已开始应用于洗衣机,在美国高档洗衣机中已小批量采用,优点显着:很低的洗涤速度。良好的衣物分布性。滚筒平衡性好。快速安全停机。软启动。电流限幅。最大速度高,低速转矩大。机械特性易调整。对水温、水流等易于智能控制。

  四结束语

  开关磁阻电机集交流调速系统结构简单、坚固可靠和直流调速系统可控性好的优点于一身,且还具有价格低、适应力强等突出优点,表现出良好的运行性能和经济指标,显示出广阔的应用前景。开关磁阻电机调速系统已成为极具潜力的新一代无极调速系统,应用将日益广泛。

安徽皖新南机电科技股份有限公司

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