開關磁阻電機驅動系統的發展動向
詹瓊華（華中理工大學）
【摘 要】根據國外有關資料，介紹開關磁阻電機驅動系統近年的發展動向和應用概況。與變頻異步電機驅動系統和直流電機調速系統相比，開關磁阻電機驅動系統有著廣闊的應用前景。
【敘 詞】磁阻電動機開關／驅動系統發展應用動向
1引言
開關磁阻電機驅動系統(srd)近年有較大的發展。本文根據文獻[l]及其他有關資料對srd的****動向作一個綜合介紹。
我曾經介紹過（見文獻[2]）srd系統是一種新型無刷驅動系統。它主要由3部分組成：帶有位置檢測的電動機、功率變換器和控制器。
sr電動機由普通電工鋼片疊翩的凸極定子和安裝有某種位置檢測器的凸極轉子組成。從磁拉力產生轉矩角度看．sr電動機可以看成大步距角的步進電動機。從利用位置檢測器反饋信號控制定子繞組中電流換相的角度看．sr電動機與無刷直流電動機相似。但是實質上它們不盡相同，sr電動機有它自己的特點：
a．srd是閉環控制，繞組中的電流是單極性的。
b．每相繞組的電路是獨立的。
c．srd的特勝和可控性可以等效于直流電動機驅動系統。
srd系統的突出優點在于：高單位體積輸出；在很寬的轉矩／速度范圍內的高效率；高的起動轉矩和究廣的調速范圍；快速的動態響應；堅實的結構，簡單可靠的功率開關線路；可編程運行；較好的熱特性以及制造成本低。
2功率和速度范圍及應用領域
目前，sr電動機應用場合和銷售市場有：家用電器（如食物處理器）、通用工業、伺服與調速系統、牽引電機、高速電機（如紡紗機和離心機）以及汽車輔助設備等。轉矩范圍為0. 01～10anm，功率范圍是從10w（在10000r/min時）到5mw(在50r/min時)。速度達100000r/min。
ge公司的航空發電機轉速48000r/nun．brothor公司擁有的特殊紡織機轉速可高達100000r/min。
實際上，多數srd驅動系統轉速范圍為1500～1800r/min。它適合于目前采用50hz或60hz供電的有源逆變器型感應電動機系統的用戶。轉速在750～3000r/min范圍的srd系統適合于傳統直流電機系統的用戶。這說明srd系統中多數仍作為需要4象限運行的一般用途的驅動系統。
另外，srd系統還有其它的應用領域。例如，用于需要較長起動時間(30nun)的大型離心機，用于高速場合的高轉速sr電動機，工業用速度調節器，它可以在取消變速箱情況下，使傳動比達到20:1．同時獲得接近于伺服系統隧能的整體效益。還可用于12v的汽車輔助設備中，它顯示出超出永磁電機的大功率和高效率的優勢，并避免了發電機高速時的的換相延遲和功率控制時的錯誤鎖定。
3 srd系統的性能與應用
3.1通用型sr電機的特性
圖1是一臺通用型sr電動機的典型特性，它是一臺中心高132mm的tef-c電機的測試結果。可以看出，sr電機在所有轉速下，產生的轉矩都高于感應電機；它不需額外冷卻條件，在很大的轉速范圍內保持滿載轉矩；在所有轉速下，都有足夠的過載轉矩以及在堵轉和低速時具有很大的備用轉矩；很容易得到高達4:1或5:1的恒功率區；在很多情況下，由于低速性能的差別使得sr電機可以比感應電機小一到兩個機座號。
該電機是英國在1988年后設計制造的第2代產品，功率從原來7. 5kw(1500r/min)提高到10kw (1500r/min)的sr電動機。從圖中可看出srd系統可在較寬廣的運行區域內獲得高效率。這一重要特性在圖2中表示的更加清楚。該圖示出了同一臺被試電機在全部運行區域的等效率曲線。結果清楚表明，在轉速偏離額定值百分之三十的范圍內，任何轉矩值下的效率仍可維持在百分之七十五。高的能量利用與短的回饋時間使sr電機有很寬廣的應用場合，其中包括風機、泵、壓縮機傳動（這些傳動占全部工業用電量的一半）。圖3示出在同樣的風機型負載下，第1代、第2代sr電機與逆變器型標準的感應電動杌、帶逆變器的高效型感應電動機及渦流耦合器的速度效率特性的比較。系統額定功率為22kw。這種高效率 |
