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如果说代开关磁阻电机(1983年研制)在小功率范围的效率比高效变频调速感应电动机低,第二代开关磁阻电机(1988年研制)的效率已全面超过了高效变频调速感应电动机。更难得的是,开关磁阻电机在宽广的速度和功率范围内都能保持较高的效率,这是变频调速感应电动机难以比拟的。感应电动机要取得与直流电机相近的调速特性需采用复杂的矢量控制系统,而开关磁阻电机通过调整开通角、关断角、电压和电流,可以得到不同负载要求的机械特性,控制简单、灵活,能容易地实现软启动和四象限运行,而且由于这是一种纯逻辑的控制方式,很容易智能化,通过修改软件调整电机工作特性满足不同应用要求。由于开关磁阻电机固有的转矩波动,可能导致较大的噪声和振动,事实上这种情况的发生往往与电机设计和控制的不合理相关,通过优化电机设计和控制策略,转矩波动和噪声完全可以得到有效的抑制,正确认识到这一点对开关磁阻电机的开发和应用是很重要的。SRD Ltd.公司开发的伺服应用开关磁阻电机,转矩波动仅为0.05%。图3 为132机座开关磁阻电机的声压级,及与同机座号变频感应电动机噪声的比较,在额定工作点的噪声已比变频感应电动机噪声低,且应注意到开关磁阻电机具有10kW的额定功率,而变频感应电动机只有7.5kW额定功率。近年研究的励磁控制策略、两次换流控制策略、电机噪声根源、定子振动模态、定子固有频率计算等成果对降低电机噪声都有积极的促进作用。随着设计和制造水平的提高,噪声必将进一步降低。
与变频调速的另一类电机永磁无刷直流电动机相比,开关磁阻电机在成本、调速性能、可靠性和散热性等依然保持优势,但和变频感应电动机一样都存在励磁惩罚(既励磁电损耗)的问题,效率和单位体积功率稍显不足。但在一些应用场合,开关磁阻电机在效率和输出功率依然具有优势。文献5给出一种低压大转矩伺服应用两种电机的比较数据,开关磁阻电机与无刷直流电动机的输出转矩比为2.04,系统效率比2.04,转动惯量比0.422。目前永磁式开关磁阻电机也在研究,初步的测试结果表明效率和单位体积功率的不足完全可以克服。
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