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安慶電機談開關磁阻電機的特點及應用

    由于交流調速技術固有的缺點,人們一直在尋找一種新的調速技術。隨著計算機自動控制技術和電力技術的日益成熟,作為一種結構簡單、調速性能好、效率高、節能效果顯著的新型電氣傳動調速技術,開關磁阻電機調速技術引起了世界各國電氣傳動界的廣泛關注,并在傳動機械、礦山機械、電動車、家用電器等領域得到廣泛的應用。

  一前言

  隨著我國社會經濟健康、持續的增長,電力消費數量也保持快速增長。目前我國能源形勢日趨緊張,為了進一步推進資源節約和綜合利用,保證經濟的可持續發展,國家正大力加快建設節約型社會的進程。

  二開關磁阻電機的特點

  開關磁阻電機結構簡單,性能優越,可靠性高,覆蓋功率范圍10W~5MW的各種高低速驅動調速系統,使得開關磁阻電機存在許多潛在的領域,在各種需要調速和高效率的場合均能得到廣泛使用。其結構簡單,價格便宜,電機的轉子沒有繞組和磁鐵。電機轉子無永磁體,允許較高的溫升。由于繞組均在定子上,電機容易冷卻。效率高,損耗小。轉矩方向與電流方向無關,只需單方相繞組電流,每相一個功率開關,功率電路簡單可靠。轉子上沒有電刷,結構堅固,適用于高速驅動。轉子的轉動慣量小,有較高轉矩慣量比。調速范圍寬,控制靈活,易于實現各種再生制動能力。可頻繁啟動,適合正向反向運轉的特殊場合使用。啟動電流小,啟動轉矩大,低速時更為突出。電機的繞組電流方向為單方向,電力控制電路簡單,具有較高的經濟性和可靠性。可通過機和電的統一協調設計滿足各種特殊的使用要求。

  三開關磁阻電機的應用

  近年來開關磁阻電機的應用和發展取得了明顯的進步,已成功地應用于電動車驅動、通用工業、家用電器和紡織機械等各個領域,功率范圍從10W~5MW,最大速度高達100000 r/min。

  1.開關磁阻電機電動車應用

  開關磁阻電機最初的應用領域就是電動車。目前電動汽車和電動自行車的驅動電機主要有永磁無刷及永磁有刷兩種,然而采用開關磁阻電機驅動有其獨特的優勢。當高能量密度和系統效率為關鍵指標時,開關磁阻電機變為首選對象。SRD開關磁阻電機驅動系統的電機結構緊湊牢固,適合于高速運行,并且驅動電路簡單、成本低、性能可靠,在寬廣的轉速范圍內效率都較高,且可以方便地實現四象限控制。這些特點使SRD開關磁阻電機驅動系統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。

  2.開關磁阻電機紡織工業應用

  近十年來我國紡織機械行業的機電一體化水平有了較明顯的提高,在新型紡織機械上普遍采用了機電一體化技術。這項技術的內容包含了先進的信息處理和控制技術,即以計算機為核心,有PLC、工控機、單片機等組成的控制系統;先進的驅動技術,有變頻調速,交流伺服,步進電機等;檢測傳感技術和執行機構;精密機械技術等。棉紡織設備是較有代表性的機電一體化產品。其中,無梭織機的主傳動技術也有了新的突破:采用開關磁阻電機作為無梭織機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,節能10%等優點,國內已有開關磁阻電機和驅動器的產品,目前還在與無梭織機主機廠合作,共同開發應用技術,希望能盡快取得成功,填補國內空白。

  3.開關磁阻電機焦炭工業應用

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

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

  4.開關磁阻電機在家電行業的應用

  隨著人們生活水平的提高,洗衣機已逐漸深入千家萬戶,洗衣機也經歷了手動機械洗衣機、半自動洗衣機、全自動洗衣機的發展過程,并不斷智能化。洗衣機電機也由簡單的有級調速電機發展為無級調速電機。開關磁阻電機由于低成本、高性能、智能化已開始應用于洗衣機,在美國高檔洗衣機中已小批量采用,優點顯著:很低的洗滌速度。良好的衣物分布性。滾筒平衡性好。快速安全停機。軟啟動。電流限幅。最大速度高,低速轉矩大。機械特性易調整。對水溫、水流等易于智能控制。

  四結束語

  開關磁阻電機集交流調速系統結構簡單、堅固可靠和直流調速系統可控性好的優點于一身,且還具有價格低、適應力強等突出優點,表現出良好的運行性能和經濟指標,顯示出廣闊的應用前景。開關磁阻電機調速系統已成為極具潛力的新一代無極調速系統,應用將日益廣泛。

安徽皖新南機電科技股份有限公司

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