同步磁阻电机原理&结构介绍

同步磁阻电机是一种同步电动机，其转矩是由于转子的正交轴和直轴的磁导率（磁导率）不等而产生的，它没有励磁绕组或永磁体 。

同步磁阻电机的构造

磁阻电机的定子可以是分布式和集中式绕组，由框架和带绕组的铁芯组成。

同步磁阻电机

分布式绕组同步磁阻电机定子

磁阻电机的转子分为三种主要类型：凸极转子、轴向叠片转子和横向叠片转子。

带凸极转子

轴向叠片转子

横向叠片转子

同步磁阻电机的工作原理

通过定子绕组的交流电在电动机的气隙中产生旋转磁场。当转子试图通过施加的磁场建立其最具导磁性的轴（d 轴）以最小化磁路中的磁阻（磁阻）时，会产生扭矩。转矩的幅度与直接 Ld 和正交 Lq 电感之间的差值成正比。因此，差异越大，产生的扭矩就越大。

同步电机的磁场线

可以借助下图解释主要思想。由各向异性材料组成的物体“a”沿d轴和q轴具有不同的电导率，而物体“b”的各向同性磁性材料在所有方向上具有相同的电导率。如果 d 轴和磁场线之间存在角度，则施加到各向异性物体“a”的磁场会产生扭矩。显然，如果物体“a”的 d 轴与磁场线不重合，物体就会在磁场中引入畸变。在这种情况下，扭曲磁力线的方向将与物体的 q 轴重合。

在磁场中具有各向异性几何形状 (a) 和各向同性几何形状 (b) 的物体

具有各向异性几何形状的物体周围的磁场线

在同步磁阻电机中，磁场由正弦分布的定子绕组产生。磁场以同步速度旋转，可视为正弦曲线。在这种情况下，总会有一个扭矩旨在通过减少沿 q 轴的场失真（δ→0）来降低整个系统的势能。如果角度δ保持不变，例如通过控制磁场，那么电磁能将不断地转化为机械能。定子电流负责磁化并产生试图减少磁场失真的转矩。转矩是通过控制电流角来控制的，即定子绕组的电流矢量与转子d轴在旋转坐标系中的夹角。

同步磁阻电机的特点   

好处：   

• 简单而坚固的转子结构：  
  

转子结构简单，由电工钢片组成，没有磁铁和短路绕组。 

•  低热量：由于转子中没有电流，因此在运行过程中不会发热，从而增加了电动机的使用寿命。   

• 没有磁铁：由于生产中不使用稀土金属，因此降低了电动机的最终价格。在没有磁力的情况下，简化了电动机的维护。   

• 转子的低转动惯量：由于转子上没有绕组和磁铁，转子的转动惯量较低，使电动机加速更快，更节能。   

• 速度控制：   鉴于同步磁阻电机的运行需要变频器，因此可以在较宽的速度范围内控制磁阻电机的转速。 

 缺点：  

• 频率控制：工作需要变频驱动。   

• 低功率因数：由于磁通量仅由无功电流产生。通过使用带有功率校正的变频驱动器来解决。

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