SR电机解剖结构:见内部开关磁阻电机

控制工程专题文章:复兴的SR汽车，驱动器?控制和仿真软件的进步有助于开关磁阻(SR)电机(最古老的电机类型之一)保持竞争力。

最简单的单相SR电机(a)说明了开关磁阻原理。在更实际的三相电机(b)，激励定子相位对b(如图所示位置)产生顺时针转矩;给能相位对C产生逆时针转矩。设计变化包括更多的电机相位，定子极和转子极。

开关磁阻(SR)电机的简单机电结构通过消除永磁体，转子棒等，提供了坚固性和可靠性的优点。

开关磁阻(SR)电机的起源可以追溯到19世纪中期的磁阻电机设计，使它们成为最古老的电动机类型之一。SR这个术语已经使用了大约40年，其中“开关”指的是电机定子相位绕组之间的电流顺序开关——这是产生旋转磁场所必需的(参见主要文章)——“磁阻”指的是磁路的电阻性。

转子、定子结构简单

SR电机的转子结构非常简单，包括一堆安装在电机轴上的电气钢层。转子没有绕组或转子棒，没有永磁体，也没有电触点。

转子导体的缺失消除了热源，增加轴承和润滑剂的寿命。较低的功率损耗提高了能源效率。根据艾默生电机公司的说法，低SR转子损失在启动过程中尤其相关，当它们实际上小于正常满载运行状态时，这允许在失速条件下长时间运行，并在满载情况下重复启动;启动电流不超过满载工作电流。艾默生电机营销总监罗布•博特勒表示:“这种性能在传统驱动器中通常是不可能实现的，因为在这种情况下转子的电损耗很大，随后转子会发热。”

Boteler解释说，“突出”极结构(极之间有间隙，而不是固体圆形截面)创造了一个相对低惯性的转子，允许快速的动态响应，并最大限度地减少在高比齿轮驱动应用中冲击载荷造成的机械损伤风险。“由于其独特的简单结构，SR转子非常适合在高速运行。它可以承受高水平的振动和热循环。”在环境兼容性方面，没有永磁体带来了显著的好处，并允许在现场或传统的维修车间维修SR电机。

SR电机的定子同样是一个简单，坚固的结构。它由放置在突出的定子极上的单音调线圈组成(见主要文章中的图表);线圈很容易预先缠绕在筒子上。Boteler说:“SR电机的总体[发热]损失集中在定子内，相对容易消散——在标准全封闭机器的情况下，通过传导到电机框架相对较冷的外部。”

此外，与感应电机不同的是，定子绕组没有分布在许多槽中，并且在槽中或在末端连接中相位不会相互交叉。这降低了绝缘应力，并在很大程度上消除了相到相绝缘失效的风险。线圈的简单性允许末端绕组比通常在交流电机中发现的短得多。“因此，与端绕组相关的能量损失减少了。这进一步提高了效率，并允许设计不同的SR电机配置，例如，平面形状(“煎饼”)电机，”Boteler补充道。www.emerson.com

[注意，本文的这一部分摘自一篇论文，“开关磁阻压缩机驱动”，由艾默生电机公司在2009年9月法国南特的EEMODS(高效电机驱动系统)上发表。]

容错

SR电机独有的另一个特点是在缺相条件下继续运行(也可能启动)的能力。然而，电机将运行不流畅和较少的扭矩输出。理论上，只需要一个极对即可进行操作。落基山技术公司(Rocky Mountain Technologies)技术总监乔治•霍林(George Holling)表示:“这与交流感应电机形成了鲜明对比，交流感应电机一旦失去一个相位就会无法运行。”

这一特性在国防、航空航天和医疗等应用领域尤其具有优势，在这些领域，完成任务和/或安全返回的能力超过了减少的扭矩输出和噪声产生。霍林提到，四相SR电机通常可以保持80%的正常启动转矩，其中一个相不工作。www.rockymountaintechnologies.com

最近的一篇论文讨论了SR系统中的容错问题，自动化专业人员应该会感兴趣。它可以在
www.scribd.com/doc/24541914/3rd-International-Symposium-on-Electrical-Engineering-and-Energy-Converters

此外，SPEED软件，一个电机设计工具(在英国格拉斯哥大学开发，作为一个有价值的设计工具，用于建造SR电机)可在美国(和美洲)通过分销商Magsoft Corp. (SPEED代表苏格兰电力电子和电力驱动;这是一个财团。)www.magsoft-flux.com

也读，从控制工程：

开关磁阻电机的春天?(2003年2月);

- SR Technology的《向过去前进》(1999年11月);而且

-电机和驱动器频道。

-弗兰克·j·巴托斯，体育运动员控制工程咨询编辑，braunbart@sbcglobal.net。www.globalelove.com

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