高频电机又称开关磁阻电机(Switched reluctance motor,简称SR),诞生于160年前,但在一个漫长的时期里,它一直被认为是一种性能不高的电动机,故仅应用于少数小功率场所。

中文名

高频电机

外文名

Switched reluctance motor

别名

开关磁阻电机

简称

SR

应用

航空﹑机车牵引的驱动

简介

电机,泛指能使机械能转化为电能、电能转化为机械能的一切机器。特指发电机、电能机、电动机。

电机及电机学概念

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电机定义:是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。

电动机也称电机(俗称马达),在电路中用字母“M”(旧标准用“D”)表示。它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源。

电动机的种类

1.按工作电源分类根据电动机工作电源的不同,可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。

2.按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为直流电动机,异步电动机和同步电动机。

同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。

异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。

直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。

3.按起动与运行方式分类电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。

4.按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。

驱动用电动机又分为电动工具(包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具)用电动机、家电(包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等)用电动机及其它通用小型机械设备(包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等)用电动机。

控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。

5.按转子的结构分类电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机(旧标准称为鼠笼型异步电动机)和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线型异步电动机)。

6.按运转速度分类电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。

低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。

调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外,还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。

异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。

同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。

特点

1.起动电流小。开关磁阻电动机只需要0.2~0.3倍额定电流就能产生1.5~2倍的额定起动转矩。而无论是有刷还是无刷直流电机,都需要1.5~2倍的额定电流才能得到1.5~2倍的额定启动转矩。换而言之,同功率的电机要达到同样的起动转矩,直流电机的起动电流将是开关磁阻电动机的5~10倍。

2.运行效率高。开关磁阻电动机在1:50的调速范围和1:5的转矩变化范围内均能保证高效率;而直流电机只能在高速轻载下才能保证高效率,而且高效区很窄。对于电动自行车这样的变速度﹑变转矩工况,开关磁阻电动机的平均效率将比有刷和无刷直流电机的效率高出15~30%。

3.系统安全可靠﹑寿命长。开关磁阻电动机既无易损的整流子机械结构也无性能不稳定的永磁铁,不论是寿命还是运行稳定性,开关磁阻电动机都远远高于有刷和无刷直流电机。开关磁阻电动机具有四象限运行对称的特性,在不需要增加任何硬件的情况下,就能实现电动自行车的能量再生制动,这不仅增加了电动自行车的行车安全性,也同时提高了电池的利用效率率。

4.过载能力强。由于开关磁阻电动机的工作磁场不同于有刷和无刷直流电机,不呈交变,因此发热很小,即所谓的“冷转子”,再加之没有热性能差的永磁铁,因此,开关磁阻电动机有着有刷和无刷直流电机无可比拟的过载能力,在短时间里,开关磁阻电动机允许过载2~3倍,使得其性能接近汽油发动机,这也是欧美等国将开关磁阻电动机用于电动车辆的主要原因之一。

5.系统性价比高。开关磁阻电动机系统属于机电一体化产品,其控制性能主要由计算机软件实现,因此,其控制器的价格只比无刷直流电机控制器高30%左右,而开关磁阻电动机省掉了价格昂贵的稀土永磁铁,并且制造工艺相比无刷直流电机简单,开关磁阻电动机的价格应比无刷电动机的价格低15%左右。因此,开关磁阻轮毂电机系统价格(轮毂电机加控制器的价格)应与无刷直流轮毂电机系统的价格相当,即开关磁阻电动机系统具有很高的性价比。