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开关磁阻电机与步进电机有何不同?

通过世界编辑器设计|2017年9月1日

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开关磁阻电机通过在定子绕组中切换电流来响应由转子和定子形成的磁路的变化来运行。开关磁阻电机的定子包含绕组,类似于无刷直流电动机,但转子只是由钢制成,形成凸极,没有绕组或磁铁。为了避免转子和定子的所有极点同时对齐(并且不会产生转矩)的情况,开关磁阻电机转子上的极点比定子上的要少。

开关磁阻电机

典型的8/6,四相开关磁阻电机。注意,当转子极3和6与定子极B和B’对齐时,所有其他转子极都与定子极不对齐。
图片来源:scienceprog.com

当转子和定子的磁极不对准时,它们之间的磁路有一个高不情愿.当定子极对通电时,转子旋转以与通电的定子极对齐,从而使磁路的磁阻最小化。这种趋势的转子移动到一个点的最小磁阻产生什么是所谓的磁阻转矩。

定子极的通电必须精确地定时,以确保在转子极接近与被通电的定子极对齐时发生。与步进电机不同,开关磁阻电机需要来自编码器或霍尔效应传感器的位置反馈,以根据精确的转子位置来控制定子电流的换向。


这篇文章提供了开关磁阻电机驱动选项的深入研究,以及这篇文章看看驱动技术如何使开关磁阻电机在未来更普遍。


开关磁阻电机

6个定子极和4个转子极的开关磁阻电机。注意定子极向转子突出,转子极也向定子突出。这就是所谓的双凸极设计。
图片来源:chargedevs.com

开关磁阻电机比步进电机具有更少的磁极和更大的步进角。步进电机通常用于步进完整性和高分辨率是重要的定位应用,而开关磁阻电机用于功率密度是主要考虑的应用。

由于开关磁阻电机的转子没有磁铁或绕组,它们具有较低的惯性,因此可以获得比永磁转子电机(如步进电机)更高的加速度和速度。转子上没有磁铁也提供了其他好处——包括能够承受更高的温度(所需的冷却较少)和比永磁电机简单、成本更低的结构。

开关磁阻电机和步进电机的另一个区别在于定子结构。在开关磁阻电机中,连续相之间不存在线圈重叠,换句话说,这些相是相互独立的。这意味着,如果一个或多个阶段的故障,电机仍然可以操作,尽管减少了扭矩输出。

定子和转子都有凸极(称为双凸极设计)的事实意味着开关磁阻电机产生的噪声比步进电机更大。噪声的主要来源是定子极对通电时产生的径向力造成的定子畸变。通电的极对相互吸引,产生足以扭曲定子的径向力。


凸极就是从转子(或定子)的直径向定子(或转子)“伸出”的磁极。


转矩脉动也是开关磁阻电机的一个常见问题。虽然开关磁阻和步进电机都表现出转矩脉动,但这种影响在步进电机具有较高的相数(5相相对于2相,例如)时被最小化。在开关磁阻电机中,可以通过在转子和定子中使用更高的磁极数来减少转矩脉动,但这降低了电机的平均转矩输出,需要在转矩产生和可接受的转矩脉动之间进行权衡。


了下:运动控制技巧,汽车•步进


评论

  1. 麦克吉尔里说

    2019年3月7日下午3:26

    内容翔实且流畅。组织规划促进
    简单的快速参考。
    感谢你所做的一切。

告诉我们你的想法!取消回复

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