Magnety spínaného reluktančného motora

Spínaný reluktančný motor je špeciálny typ motora, ktorého rotor pozostáva z viacerých pólových párov, pričom každý pólový pár pozostáva z magnetu a reluktancie. Spínané reluktančné motory sa bežne používajú v aplikáciách vyžadujúcich vysoký štartovací moment a vysokú účinnosť, ako sú elektrické vozidlá a priemyselné pohony.

V spínanom reluktančnom motore sú magnety zvyčajne permanentné magnety a používajú sa na vytvorenie permanentného magnetického poľa. Magnetorezistory sú vyrobené z magnetických materiálov, ktoré sú riadené elektrickým prúdom na nastavenie sily a smeru magnetického poľa. Keď prúd prechádza cez reluktanciu, magnetizmus reluktancie sa zvyšuje, čím sa vytvára silné magnetické pole, ktoré priťahuje magnet k susediacej reluktancii. Tento proces spôsobuje roztočenie rotora, ktorý poháňa motor.

Magnet zohráva úlohu pri vytváraní permanentného magnetického poľa v spínanom reluktančnom motore a reluktancia upravuje silu a smer magnetického poľa na riadenie činnosti motora.

Základný princíp činnosti spínaného reluktančného motora

Spínaný reluktančný motor (Switched Reluctance Motor, SRM) elektrického vozidla má jednoduchú štruktúru. Stator má koncentrovanú štruktúru vinutia, zatiaľ čo rotor nemá žiadne vinutie. Štruktúra spínaného reluktančného motora a indukčného krokového motora sú trochu podobné a oba využívajú magnetickú ťažnú silu (maximálna sila jamky) medzi rôznymi médiami pod pôsobením magnetického poľa na generovanie elektromagnetického krútiaceho momentu.

Stator a rotor spínaného reluktančného motora sú zložené z plechov z kremíkovej ocele a majú výraznú pólovú štruktúru. Póly statora a rotora spínaného reluktančného motora sú odlišné a stator aj rotor majú malé ozubenie. Rotor je zložený z vysokomagnetického železného jadra bez cievok. Vo všeobecnosti má rotor o dva póly menej ako stator. Existuje mnoho kombinácií statorov a rotorov, bežné sú štruktúra šiestich statorov a štyroch rotorov (6/4) a štruktúra ôsmich statorov a šiestich rotorov (8/6).

Spínaný reluktančný motor je typ motora na reguláciu rýchlosti vyvinutý po jednosmernom motore a bezkartáčovom jednosmernom motore (BLDC). Úrovne výkonu produktov sa pohybujú od niekoľkých wattov do stoviek kw a sú široko používané v oblasti domácich spotrebičov, letectva, kozmonautiky, elektroniky, strojov a elektrických vozidiel.

Vychádza z princípu, že magnetický tok je vždy uzavretý pozdĺž dráhy s najväčšou magnetickou permeabilitou a generuje magnetickú ťažnú silu na vytvorenie elektromagnetického krútiaceho momentu-reluktančného momentu. Preto jeho konštrukčný princíp spočíva v tom, že reluktancia magnetického obvodu by sa mala čo najviac meniť, keď sa rotor otáča, takže spínaný reluktančný motor má štruktúru s dvoma vystupujúcimi pólmi a počet pólov statora a rotora je odlišný.

Riaditeľným spínacím obvodom je menič, ktorý spolu so zdrojom a vinutím motora tvorí hlavný napájací obvod. Detektor polohy je dôležitou charakteristickou súčasťou spínaného reluktančného motora. Zisťuje polohu rotora v reálnom čase a riadi prácu meniča usporiadane a efektívne.

Motor má veľký rozbehový moment, malý rozbehový prúd, vysokú hustotu výkonu a pomer zotrvačnosti krútiaceho momentu, rýchlu dynamickú odozvu, vysokú účinnosť v širokom rozsahu otáčok a môže ľahko realizovať štvorkvadrantové riadenie. Vďaka týmto vlastnostiam je spínaný reluktančný motor veľmi vhodný na prevádzku v rôznych pracovných podmienkach elektromobilov a ide o model s veľkým potenciálom medzi elektromotormi pre elektromobily. Pohon spínaného reluktančného motora aplikuje na telo spínaného reluktančného motora vysokovýkonné materiály s permanentnými magnetmi, čo predstavuje výrazné zlepšenie konštrukcie motora. Motor tak prekonáva nedostatky pomalej komutácie a nízkej spotreby energie v tradičných SRM a zvyšuje špecifickú hustotu výkonu motora. Motor má veľký krútiaci moment, čo je veľmi výhodné pre jeho použitie v elektrických vozidlách.