同步磁阻电动机与开关磁阻电机

同步磁阻电动机与开关磁阻电机

同步磁阻电动机（SynRM）总是逆变供电，并使用与IM相同类型的分布式定子。然而，转子是带冲压槽的层压钢，因此它们可以很容易地在一个轴上被磁化，而在另一个轴上则不那么容易。这些转子与旋转的定子磁场对齐的趋势产生转矩。像PM一样，SynRM是自同步的，这意味着变频器将定子激励与转子角度和转速同步。

同步磁阻电动机的主要优点是与IM相比，其可忽略的转子损耗。因此，通过精心的设计和控制，SynRM将能够满足即将推出的欧洲IE4和NEMA超高端标准的电机效率指标，同时避免使用磁铁。SynRM中的热量减少相对于IM而言改善了扭矩和功率密度，并且对于给定额定值，通常使其减小一个框架尺寸。由于低转矩波动和振动水平，这些电机也很安静。

同步磁阻电动机的一个小小的缺点是与IM相比它们的功率因数低，因此在给定的机械功率水平下需要更多的逆变器电流。这增加了成本和逆变器的功率损失，因此尽管SynRM仅用于电动机的效率可能是好的，但在系统级的好处是不太有说服力的。标准目前讨论仅电机效率，设计人员应仔细研究可能的整体系统性能。

需要复杂的转子叠片及其穿孔的磁通屏障，使得SynRM转子难以制造，有点脆弱，因此不适合于高速操作。

同步磁阻电动机非常适合于不需要大过载和高速度的广泛的工业应用，并且由于其效率而越来越多地被提供给变速泵。

开关磁阻电机（SRM）通过吸引磁凸极转子到定子磁场来产生转矩。然而，SRM定子极数相对较少。由于齿形轮廓而不是SynRM内部的磁通屏障，转子的磁性显着更加简单。定子和转子极数的差异导致游标效应，并且SRM转子通常以相反的方向以不同的速度旋转到定子磁场。与SynRM不同，SRM通常使用脉冲直流励磁，需要专门的逆变器来运行。

需要一些电流来支持SRM的磁场，导致比PM更低的转矩密度和甜点效率。但是，像SynRM一样，SRM通常比同等IM小一个帧大小。

开关磁阻电机的一个主要优点是当激励减少而不损失效率时，自然地发生场弱化。这使得宽CPSR（大于10：1）没有困难。效率在高速和轻负载条件下保持良好，SRM可在各种工作条件下提供显着的恒定效率。

开关磁阻电机也具有明显的容错能力。没有磁铁时，在绕组故障条件下不存在不受控制的转矩，电流，也不能在高速下不受控制地产生。此外，由于SRM相位在电气上是独立的，所以如果需要的话，电动机可以在减少输出的情况下工作，但是当一个或多个相位不起作用时，电动机的转矩脉动会增加。如果设计人员需要容错和冗余，这可能很有用。

开关磁阻电机的简单结构使其耐用，制造成本低廉。不需要昂贵的材料，普通的钢制转子非常适合高速和恶劣的环境。短距离的定子线圈降低了短路的风险。此外，端匝可以很短，所以SRM紧凑，避免不必要的定子损耗。

开关磁阻电机的功率因数低于PM或感应电机的功率因数，但变频器不需要合成正弦波来实现高效的电机运行。逆变器开关频率和相关的开关损耗因此很低。

开关磁阻电机的主要缺点是声学噪音和振动。这些可以通过仔细的机械设计，电子控制以及电机如何设计应用来控制。

开关磁阻电机非常适用于广泛的应用，由于其大的分离和过载转矩，越来越多地用于重型材料处理。SRM的高过载能力和广泛的恒功率速度能力也使得它们对车辆牵引具有吸引力，不仅在非公路设备中，而且在汽车上它们还没有被标记出来。这可能是由于担心声音噪音或扭矩波动 - 但值得深思的是，尽管内燃机是一个巨大的来源，内燃机仍然是成功的。