開關磁阻電機和步進電機有什么區別,探討開關磁阻電機的驅動選項!
開關磁阻電機通過切換定子繞組中的電流來響應由轉子和定子形成的磁路的變化。開關磁阻電機的定子包含繞組,類似于無刷DC電機,但轉子僅由鋼制成,形成凸極,沒有繞組或磁鐵。為了避免轉子和定子的所有磁極同時布置(并且不產生轉矩)的情況,開關磁阻電機轉子上的磁極比定子上的少。

當轉子和定子磁極不對齊時,它們之間的磁路具有很高的磁阻。當定子磁極對通電時,轉子轉動以與通電的定子磁極對齊,從而使磁路的磁阻最小化。轉子移動到最小磁阻點的這種趨勢產生了所謂的磁阻轉矩。
定子磁極的通電必須精確定時,以確保在轉子磁極接近與通電的定子磁極對齊時發生。與步進電機不同,在大多數情況下,步進電機可以在開環模式下運行,開關磁阻電機需要來自編碼器或霍爾效應傳感器的位置反饋,以根據精確的轉子位置控制定子電流的換向。
本文深入探討開關磁阻電機的驅動選項,并探討了驅動技術如何使開關磁阻電機在未來更加普遍。

與步進電機相比,開關磁阻電機的極數更少,步進角更大。雖然步進電機通常用于定位應用,其中步進完整性和高分辨率很重要,但開關磁阻電機用于功率密度是主要問題的應用。
由于開關磁阻電機的轉子沒有磁鐵或繞組,因此它們具有較低的慣性,因此可以實現比具有永磁轉子的電機(例如步進電機)更高的加速度和速度。轉子上沒有磁鐵還提供了其他好處——包括能夠承受更高的溫度(需要更少的冷卻)以及比永磁電機更簡單、成本更低的結構。
開關磁阻電機和步進電機之間的另一個區別在于定子結構。在開關磁阻電機中,連續相之間沒有線圈重疊——換句話說,相是相互獨立的。這意味著,如果一個或多個相位發生故障,電機仍然可以運行,盡管扭矩輸出會降低。
定子和轉子都有凸極(稱為雙凸極設計)這一事實意味著開關磁阻電機比步進電機產生更多的可聽噪聲。噪聲的主要來源是定子極對通電時產生的徑向力導致的定子變形。通電的磁極對相互吸引,產生強大到足以扭曲定子的徑向力。
凸極是簡單的磁極,它們基本上從轉子(或定子)的直徑“伸出”,朝向定子(或轉子)。
轉矩脈動也是開關磁阻電機的常見問題。盡管開關磁阻電機和步進電機都表現出轉矩脈動,但這種影響在相位較多的步進電機(例如,5相和2相)中被最小化。在開關磁阻電機中,通過在轉子和定子中使用更多的磁極可以降低轉矩波動,但這將降低電機的平均轉矩輸出,這需要在轉矩產生和可接受的轉矩波動之間進行平衡。


