磁阻电机

可变磁阻电机 是基于这样一个原理：不受约束的铁片将移动以完成具有最小磁阻的磁通路径，电阻的磁性模拟。

大型凸极同步电机的旋转磁场断电后，仍会产生10%或15%的同步转矩。这是由于转子旋转过程中的可变磁阻所致。大型同步磁阻电机没有实际应用。但是，它在小尺寸中很实用。

如果在感应电机的无导体转子上切槽，则对应于定子槽，同步磁阻电机 结果。

它作为感应电机启动，但以少量同步转矩运行。同步转矩是由于槽对齐时从定子到转子的磁路磁阻的变化。

这种电机是一种产生适度同步扭矩的廉价方式。低功率因数、低牵引转矩和低效率是直接电力线驱动的可变磁阻电机的特点。这就是半导体功率控制发展前一个世纪可变磁阻电机的现状。

如果将一个有极但没有任何导体的铁转子安装到多相定子上，则开关磁阻电机 ，能够与定子场同步，结果。当定子线圈极对通电时，转子将移动到最低磁阻路径（下图）。

开关磁阻电机也称为可变磁阻电机。转子对定子磁通路径的磁阻随转子位置的变化而变化。

磁阻是可变磁阻电机中转子位置的函数

定子相位的顺序切换（下图）将转子从一个位置移动到下一个位置。磁通量寻找磁阻最小的路径。下面是一个过分简化的转子和波形，用于说明操作。

可变磁阻电机，操作过于简单

如果开关磁阻电机的每一个三相绕组的一端通过一根公共导线引出，我们就可以解释它的工作原理，就像步进电机一样（上图）。其他线圈连接依次拉到地，一次一个，以波驱动 图案。这将转子吸引到 60° 的顺时针旋转磁场增量。

各种波形可以驱动可变磁阻电机（下图）。波驱动 (a) 很简单，只需要一个单端单极开关。那是只在一个方向上切换的一种。双极驱动器 (b) 提供更多扭矩，但需要双极开关。

电源驱动器必须交替拉高和拉低。波形 (a &b) 适用于步进电机版本的可变磁阻电机。为了平稳无振动运行，正弦波 (c) 的 6 步逼近是可取的且易于生成。

正弦波驱动 (d) 可以由脉宽调制器 (PWM) 产生或从电源线引出。

可变磁阻电机驱动波形：(a) 单极波驱动，(b) 双极全步 (c) 正弦波 (d) 双极 6 步

定子极数加倍会降低转速并增加扭矩。这可能会取消齿轮减速驱动。旨在以离散步长移动、停止和启动的可变磁阻电机是可变磁阻步进电机。

如果以平稳旋转为目标，则可以使用电子驱动版本的开关磁阻电机。可变磁阻电机或步进电机实际上使用如下图所示的转子。

当驱动直流电源线时，可变磁阻电机性能不佳。然而，微处理器和固态动力驱动使该电机成为一些大批量应用中经济的高性能解决方案。

虽然难以控制，但这个电机很容易旋转。励磁线圈的顺序切换会产生一个旋转磁场，当它寻找最低磁阻路径时，它会拖动不规则形状的转子。

转矩与定子电流的关系是高度非线性的，难以控制。

电子驱动可变磁阻电机

电子驱动的可变磁阻电机（下图）类似于没有永磁转子的无刷直流电机。这使得电机简单且便宜。然而，这被电子控制的成本所抵消，这几乎不像无刷直流电机那么简单。

虽然可变磁阻电机简单，甚至比感应电机更简单，但它很难控制。电子控制解决了这个问题，并使得在电源线频率之上和之下驱动电机变得切实可行。由伺服驱动的可变磁阻电机，一个电子反馈系统，控制扭矩和速度，最大限度地减少纹波扭矩。

电子驱动可变磁阻电机

这与步进电机所需的高纹波转矩相反。可变磁阻电机不是步进电机，而是针对连续高速旋转和最小纹波转矩进行了优化。

有必要使用旋转位置传感器（如光学或磁性编码器）来测量转子位置，或者通过监测定子反电动势得出这一点。微处理器执行复杂的计算以在适当的时间与固态设备切换绕组。

这必须精确地完成以最小化可闻噪声和纹波转矩。为了获得最低的纹波转矩，必须监测和控制绕组电流。

严格的驱动要求使该电机仅适用于高容量应用，例如节能真空吸尘器电机、风扇电机或泵电机。其中一款真空吸尘器采用紧凑型高效电子驱动 100,000 rpm 风扇电机。

电机的简单性弥补了驱动电子设备的成本。无电刷、无换向器、无转子绕组、无永磁体，简化了电机制造。

这种电子驱动电机的效率可以很高。但是，它需要使用专门的设计技术进行大量优化，这仅适用于大批量生产。

优势

缺点

同步冷凝器步进电机

工业技术