开关磁阻电机用于塔式起重电机的可行性探讨

　　现在由于功率电子器件的飞速发展，交流变巧技术成本逐步下降。于是人们想利用交流变频驱动来代替原来的绕线式交流异步电机，克眼其所存在的缺点。交流变巧调整系统采用昔通的笼型异步电机普通速度或采用中频电机巧速加上变巧器及速度传患巧等部分组成。其克眼了绕线式转子的复杂结构，而采用比较坚固的笼型转子，故障率明显降低，但变巧器有些特别的地方，如要周期倒向、恒转矩调速范围较小、巧用器件较多、功率因巧偏低等。

　　开关巧阻电巧机的巧件开关巧阻电机近年来在功率电子飞速发巧的前提下，其在很多领域上广泛应用的前最而得到世界电机业的青眯。

　　下面简介此种电机的原理。

　   SR电机的原理、结构、运行所有磁阻电机都按照下述原理工作：磁力线总是走溢阻最小的巧线，所块软磁铁总是要使其本身与加在它上面的巧场轴线对巧。为造成磁阻的变化采用双凸极结构，将磁阻的变化梯度加到非常大，取得最好的效果，典型的结构形式如困1.从图上可看到此种电机与其它交流电机的不同，就是在旋转的转子上没有任何绕组。这使得其异常简单、坚固，适应任何恶劣的运行环境。而且，由于没有绕组，转子基本不发热，是个冷转子。它的定子上的绕组也非常简单，只是此集中绕组，制造工艺简单。由于发热部分都在定子上，所电机的冷却非常方便。

　　从困上看定、转子极孜不同，这与其它交流电机定、转子同极巧结构不同。下面介绍其旋转并发生转矩、转速的过程。

　　困1中定子巧极1、1上画有线图，这些线固沿垂直轴产生个磁场，使得转子磁极1、1如图所示与定子磁极1、1对准0如果现在溢极1、1上电流被切断，而磁极2、2上电流接通，那么显巧，转子将按逆时计旋转，使得转子化极、与定子磁极2、2对准，依次画由产生个顺时针方向旋转的磁场，转子将按逆时针连续旋转，并输出转速和转巧。显然，定、转子极数必须不相等，何时通断电流是根据转子的位置来控制的。

　　为此电机的适当位置装有转子传感器，在此基础上，再加上适当的控制巧能同时得到高转矩输出、篼电气效率和对转子位置和速度的平滑控制。

　　开关磁组电机是个机电体化的电机系统，所其运巧及运行的化秀就必须有个优秀的功宰变换控制器。工业用电机采用如下功率变换方式，交流整流逆变56电机。困2所示的是功率开关电巧的各个元件，图中电机线困1.2.3.4依次通过功率开关了1到了4从直流电流的半得到能贵，当绕组不再产生有用的转炬时，通过01到04将剩余的能量回送到电源的另半。图中开关元件是晶间管，也可W是IGBT或OSFET管，其换流电路比感应电机逆器电路更经济。

　　开关巧阻电机的机械特性可通过开关角及电流斩波等方式进行巧制，如在起动时具有高起动转巧，并在某个特定转速下保持恒转矩，而在巧于此速度后控制在恒功率，并且由于电机的结构的恃性，其极限转速可做得很篼，而且具有非常好的四象限运行性能，可实现低能巧运行，可使转矩/转速特性适合于加速运行、稳定运行及制动运行。通过近年来对开关化阻电机的深入研究及控制理论的发展，开关磁阻电机的效率及功率因数也大幅提巧。完全可与交流调速系统相比美。

　　 应用开关巧阻电机的诸多优点是在牵引机试、家用电巧、采矿、防机械方面也显现出来。这些具有全控自化电机完全相等的固有特性和控制性能，但无刷。该系统可应用在普巧用途的工业驱动方面。这种电机在用于起重主动力时有下主要优点：非常好的四象限运行性能。起重机械在运朽过程中常巧使用四象恨运行1这就为机械在设计、控制、运行上提供了方便。如在重钩下降时，可方便地控制在制动化态，并可调整制动力矩及速度为慢就位、准确就位提供保证。

　　转子无绕组无电刷、滑巧、这使得此电机的可巧性较绕线式转子异步电机要高得，电机本体几乎没有什么故障。

　　开关巧阻电机控制器比交流异步电机变频控制器要简单、可靠。主开关元件与电机绕组串联，遥免了短路烧毁开关元件的事巧。

　　电机起动转矩在相同的额定转巧时，开关磁阻电机在15额定电流时就可得到，而直流电动机需1额定电流，笼型异步电动机为300额定电流。起动电流小、转矩大的优点还可延伸到低速运行段，这使得开关泣阻电机非常适合于起重机城。

　　此种电机可串激电机类似的运巧曲线做轻载离速、超高速运行，这也使其运用于起重机械的空载快就位提供7非常方便的实现手段。

　　利用开关磁阻电机的步进工作方式可进行巧确。间断的位控附，这也是起重机械上个实用的功能。

　　电机的没热基本就在定子，故而电机的冷却问题的解获变得非常容易。

　　由于巧子位置巧转速信息的内部反巧及控制的软件持性，开关逆阻电机适合于自适应运行及智能运行，给起重机械性能的宵能化、巧级化提供了基础，在用于吊胥转动及小车走位方面也有很多优点，如想多次位于同位置时，即可使用循环程巧来保证次位置相同，提巧7精度，节约了调整的时间。

　　在个宽广的速度范围内都具有很高的巧率，节约能源。