Электрические

245 
Рис. 9.3. 
Конфигурация усовершенствованного безмагнитного двигателя с двойным питанием
9.3 Синхронные реактивные электродвигатели 
Синхронный двигатель на постоянных магнитах (ПМ) был принят, чтобы обеспечить особую мощность 
и эффективность работы. Тем не менее, высокая стоимость материала, случайное размагничивание ПМ и 
термическая нестабильность ПМ может вызвать некоторые затруднения. Двигатель СинР 
(синхронизированная реактивная машина) основан на моменте явнополюсности, а не на реактивном 
крутящем моменте, который является доминирующим в синхронной машине с намотанным ротором и 
синхронной машиной. 
По сравнению с КР машиной (реактивныйдвигатель), работа машины также основана на принципе 
минимального сопротивления, двигатель СинР работает с вращающимся полем. Это вращающееся поле 
позволяет машине обеспечивать плавный крутящий момент и стабильную работу при низких скоростях, 
что может составить трудности в случае с КР (реактивный двигатель). Более того, в отличие от КР машин, 
двигатель СинР полностью совместим со статорами и инверторами других двигателей переменного тока.
Конфигурация системы СинР двигателя для ЭМ двигателя аналогична конфигурации привода с 
синхронным двигателем на 
постоянных магнитах
. Он состоит из двигателя СинР, ШИМ (широтно-
импульсной модуляции) инвертора, электронного контроллера, датчика и дополнительной механической 
коробки передач. Есть ряд преимуществ, связанных с этой системой: 
• Для двигателя СинР не требуются обмотки возбуждения или ПМ в роторе, что обеспечивает высокую 
механическую целостность для работы в условиях высокой скорости. 
• Поскольку двигателю СинР не требуется дорогой материал ПМ, он намного дешевле, чем синхронный 
двигатель на 
постоянных магнитах
. 
• Поскольку двигатель СинР исключает случайное размагничивание РМ, привод двигателя может 
работать в очень высоком токе. 
• Поскольку двигатель СинР также устраняет тепловую нестабильность ПМ, привод двигателя может 
работать в высокотемпературной среде.
Двигатель СинР на самом деле является одним из самых ранних типов электрических машин. Первое 
поколение было основано на цилиндрическом роторе с несколькими прорезями вдоль линий потока прямой 
оси (Kostko, 1923). Эта конструкция ротора не может предложить высокий коэффициент значимости, что 
приводит к созданию относительно низкого крутящего момента реактивного сопротивления. Второе 
поколение было основано на сегментном роторе (Lawrenson и Gupta, 1967). Его коэффициент значимости 
может достигать пяти или даже выше, что создает относительно более высокий крутящий момент 
сопротивления. Последнее третье поколение основано на роторе, ламинированном в аксиальном 
направлении, который использует железные листы, согнутые в U-образную форму, а затем уложенные в 
радиальном направлении (Krukshak, Anderson, и Menzis, 1971). Его коэффициент значимости может 
достигать семи или более, что позволяет машине СинР выгодно конкурировать с индукционной машиной. 
Тем не менее, этот аксиальный ламинированный ротор требует более сложного изготовления и более 

246 
высокой стоимости изготовления. 
Современный двигатель СинР с аксиальным ламинированием показана на рис. 9.4. Его ротор состоит из 
тонких слоев, изогнутых в полукруглую форму. Эти железные сегменты разделены изоляционным 
материалом, таким как воздух или пластик. Выбрав соотношение между шириной каждого сегмента железа 
и шириной каждого изоляционного материала, коэффициент чувствительности этого двигателя СинР 
может быть оптимизирован для достижения 10 или выше (Матsuo и Lipo, 1994). 
Поскольку обмотка якоря статора в двигателе СинР распределена по синусоиде, гармоники потока 
воздушного зазора незначительны. Следовательно, уравнения, которые описывают поведение машины 
СинР, могут быть получены из обычных уравнений, описывающих обычную синхронную машину с полем 
обмотки. Следовательно, устраняя возбуждение поля, двигатель СинР может быть легко смоделирована на 
основе преобразования оси d – q, как 
где v
ds
и v
qs
- d – q компоненты напряжения статора, i
ds
и i
qs
- d – q компоненты тока статора, 
𝜆
ds
и 
𝜆
qs
- d – 
q компоненты потока статора, R
s 
- сопротивление обмотки статора, 
𝜔
r
- скорость ротора, а магнитное 
насыщение или потери в железе игнорируются. Коэффициент значимости определяется как 

жүктеу/скачать 23,63 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: