开关磁阻电机调速系统的技术先进性说明

开关磁阻电机调速系统的技术先进性说明

（一）实测特性

1、开关磁阻电机的空载特性

通过对37KW开关磁阻电机调速系统进行空载实验，得出电机的空载特性曲线。

37KW开关磁阻电机空载特性曲线

从上图可以看出，随着转速的增加，开关磁阻电机的转矩呈逐

渐上升的趋势，表明SRD控制器从电源侧吸收较少的电流，在电机侧可得到较大的起动转矩。

2、不同负载功率下的SRM的效率变化

实验分别测定了37KW的开关磁阻电动机、三相异步电机和带变频器三相异步电机三种转速下不同负载下的效率。

额定转速(1500r/min)不同负载下SRM的效率三相异步电动机额定转速(1500r/min)不同负载下效率变频器+异步电动机额定转速(1500r/min)不同负载下的效率

从上图可以看出，同样在转速为 1500r/min 时，三种电机的效率 都可以达到90%左右；但在低负载时，三相异步电动机的效率会明显 变低，即使与变频器相结合，其效率也未得到改善，而 SRM 电动机

的效率则要明显地高。

同样地，比较转速1000r/min 不同输出功率下SRM 的效率和变 频器+异步电动机额定转速(1000r/min)不同负载下的效率中的实验结 果可以看出，当电机的转速降为1000r/min 时，带变频器三相异步电 动机的效率在低负载下的效率会更差。比如当外加负载同为3KW 时， SRM 的效率仍可达80%，但即使使用了变频器的三相异步电动机的 效率却只有30%左右。

转速1000r/min 不同输出功率下SRM 的效率

变频器+异步电动机额定转速(1000r/min)

不同负载下的效率

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转速500r/min 下不同输出功率下SRM 的效率

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变频器+异步电动机额定转速（500r/min ）不同负载下的效率

转速500r/min 下不同输出功率下SRM 的效率和变频器+异步电 动机额定转速（500r/min ）不同负载下的效率中的实验结果也进一步表 明，当转速进一步降低至500r/min 时，SRM 的效率基本不受影响， 而变频器+异步电动机在低负载时，其效率会更低。

3、不同转速下的最大输出功率 实验在额定电压下，实验测试了 SRM 的最大输出功率和额定功率与 转速的关系。

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不同转速下的最大输出功率

从上图可以看出，SRM的最大输出功率和额定功率都随转速的增加而提高，在任一转速下的最大输出功率都要大于额定功率，可见SRM不仅具有广阔的调速范围，而且节能效果明显，经计算SRM

的节电可达节电达10%-50%

4、恒功率下SRM的效率

对SRM在恒定功率和额定功率下分别测试SRM在不同转速下的电机效率，结果如下所示：

恒功率区不同转速下的效率曲线

额定功率下不同转速下的效率

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变频器+异步电动机额定功率不同转速下的效率

在恒定功率下SRM的效率随着转速的升高逐渐下降，后趋于平稳，在额定功率SRMI的效率随着转速的增加先升高后迅速下降，这表明过高的转速会对SRM的效率有一定影响，但影响不大。

相比于SRM电机，实验结果表明，即使是在额定功率下，带变频器三相异步电机的效率也受转速的影响较大，因而在偏离其额定转速时，会明显地造成能源的浪费

5、电机与控制器的升温

在额定功率和不同的额定的转速下测试了SRM电机与控制器的升温，结果如图19、图20和图21所示。

额定转速(1500r/min)额定功率下电机与控制器升温注：由于试验方法采用前90min加110%负载，然后100%负载测

试温升，IGBT与散热器的温度在90min处会变化。

100r/min额定功率下电机与控制器升温

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500r/min 额定功率下电机与控制器升温

随着工作时间的延长，IGBT 和散热器的温度受工作时间影响不 大，电机的温度逐渐升高，转速越快，电机升温速率越快，由于SRM 在低速下的效率已经很高，在低速下的温升程度比额定工况时还要 低，因此SRM 解决了变频调速低速运行下电动机发热问题。

（二） SRM 变频器和三相异步电动机效率的比较 1、额定转速下SRM 变频器和三相异步电动机效率的比较

实验在额定转速下测试了 SRM 变频器和三相异步电动机在不 同输出功率下的效率。

变频器、异步电动机和 SRM 在不同负载下的效率（额定转速

1500r/mim )

从上图可以看出，额定转速下 SRM

变频器和三相异步电动机

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的效率都随输出功率的增加先升后降，变频器和三相异步电动机的效率受输出功率影响较为明显。而输出功率对SRM效率的影响较小, 这使得它更适合

于在多变的输出功率和频繁启动的场合。

2、变频器和SRM在不同负载下的效率

实验测试了变频器和SRM在较低的额定转速下不同负载对效率的影

响，结果下图所示。

变频器，开关磁阻电动机1000r/min不同负载下效率

变频器，开关磁阻电动机500r/min不同负载下效率以看出，在实验的输出功率范围内变频器和SRM勺效率都随输

出功率的增加而升高，转速对变频器的影响较为明显，同时SRM的效率在任一输出功率都高于变频器，节能效果明显。