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开关磁阻电动机原理

编辑:南京瑞鹏科技有限公司时间:2020-01-07

  开关磁阻电动机(SR)是近些年发展的新型调速电机,结构简单结实、调速范围宽目性能好,现已广泛用在仪器仪表、家电、电动汽车等领域。

  下面通过一个开关磁磁咀电动机原理模型来介绍工作原理。

  电机的定子铁芯有六个齿极,由导磁良好的硅钢片冲制。

  电机的转子铁芯有四个齿极,由导磁良好的硅钢片冲制。

  与普通电机一样,转子在定子内自由转动。

  由于定子与转子都有凸起的齿极,这种形式也称为双凸极结构。在定子齿极上绕有线圈(定子绕组),用来向电机提供工作磁场。

  在转子_上没有线圈,这是磁阻电机的主要特点。在讲电动机工作原理时常用通电导线在磁场中受力来解释电动机旋转的道理,磁阻电机转子.上没有线圈,那是靠什么力推动转子转动呢?磁阻电动机则是利用磁阻zui小原理,也就是磁通总是沿磁阻zui小的路径闭合,利用磁引力拉动转子旋转。

  下面通过图示来说明转子的工作原理,下面是磁阻电动机的正视图,定子六个齿极_上绕有线圈,径向相对的两个线圈是连接在一起的,组成一“相”,该电机有3相,结合定子与转子的极数就称该电机为三相6/4结构。在下图标注的A、B、C相线圈仅为后面分析磁路带来方便,并不是连接三相交流电。


  在下面有一组磁阻电动机运转原理动画的截图,从中我们将看到磁阻电动机是如何转动起来的,图中红色的线圈是通电线圈,黄色的线圈没有电流通过;通过定子与转子的深蓝色线是磁力线;把转子启动前的转角定为0度。从左面图起,A相线圈接通电源产生磁通,磁力线从较近的转子齿极通过转子铁芯,磁力线可看成极有弹力的线,在磁力的牵引下转子开始异时针转动;中间图是转子转了10度的图,右面图是转到20度的图,磁力一直牵引转子转到30度为止,到了30度转子不再转动,此时磁路较短。

  为了使转子继续转动,在转子转到30度前已切断A相电源在30度接通B相电源,磁通从zui近的转子齿极通过.转子铁芯,见下左图,于是转子继续转动。中间图是转子转到40度的图,右面图是转到so度的图,勒一直牵引转子转到60度为止。

  在转子转到60度前切断B相电源在60度时接通C相电源,磁通从zui近的转子齿极通过转子铁芯。转子继续转动,磁力一直牵引转子转到90度为止。

  当转子转到90度前切断C相电源,转子在90度的状态与前面0度开始时一样,重复前面过程,接通A相电源,转子继续转动,这样不停的重复下去,转子就会不停的旋转。这就是磁阻电动机的工作原理。由于是运用了利用磁阻较小原理,故称为磁阻电动机,又由于线圈电流通断、磁通状态直接受开关控制,故称为开关磁阻电动机。向线圈供电的开关是用开关晶体管进行的,下面就是三相线圈与开关晶体管的连接示意图,BG1.BG2、BG3是三个开关晶体管,分别控制三相线圈A、B、C的电流通断,三极管旁边并联的二极管是用来续流的。


  由于电机靠磁阻工作,跟磁通方向无关,即跟电流方向无关,故在上面运行图中没有标明磁力线的方向。

  A、B、C各相线圈轮流通电视乎简单,实际情况要复杂些,线圈切断电源后产生的自感电流不会立即消失,要提前关断电源进行续流;为加大力矩相邻相线圈有电流的时间会有部分重合;调节电动机的转速、转矩也要调整开关时间,各相线圈开通与关断时间与转子定子间的相对位置直接相关,故电机还装有转子位置检测装置为准时开关各相线圈电流提供依据,何相线圈何时通断必须根据转子转到的位置与控制参数决定。