Geschaltete Reluktanzmotormagnete

Ein geschalteter Reluktanzmotor ist ein besonderer Motortyp, dessen Rotor aus mehreren Polpaaren besteht, wobei jedes Polpaar aus einem Magneten und einer Reluktanz besteht. Geschaltete Reluktanzmotoren werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die ein hohes Anlaufdrehmoment und einen hohen Wirkungsgrad erfordern, wie beispielsweise Elektrofahrzeuge und Industrieantriebe.

In einem geschalteten Reluktanzmotor sind die Magnete normalerweise Permanentmagnete und dienen zur Erzeugung eines permanenten Magnetfelds. Magnetwiderstände bestehen aus magnetischen Materialien, die durch elektrischen Strom gesteuert werden, um die Stärke und Richtung des Magnetfelds anzupassen. Wenn Strom durch einen Widerstand fließt, nimmt der Magnetismus des Widerstands zu, wodurch ein starkes Magnetfeld entsteht, das den Magneten zum benachbarten Widerstand anzieht. Durch diesen Vorgang dreht sich der Rotor, der den Motor antreibt.

Der Magnet spielt eine Rolle bei der Erzeugung eines permanenten Magnetfelds im geschalteten Reluktanzmotor, und die Reluktanz passt die Stärke und Richtung des Magnetfelds an, um den Betrieb des Motors zu steuern.

Grundlegendes Funktionsprinzip eines geschalteten Reluktanzmotors

A switched reluctance motor (Switched Reluctance Motor, SRM) of an electric vehicle has a simple structure. The stator adopts a concentrated winding structure, while the rotor does not have any winding. The structure of the switched reluctance motor and the induction stepping motor are somewhat similar, and both use the magnetic pulling force (Max-well force) between different media under the action of a magnetic field to generate electromagnetic torque.

Der Stator und der Rotor des geschalteten Reluktanzmotors bestehen aus Siliziumstahlblechlamellen und weisen eine ausgeprägte Polstruktur auf. Die Stator- und Rotorpole des geschalteten Reluktanzmotors sind unterschiedlich und sowohl der Stator als auch der Rotor weisen eine geringe Rastung auf. Der Rotor besteht aus einem hochmagnetischen Eisenkern ohne Spulen. Im Allgemeinen hat der Rotor zwei Pole weniger als der Stator. Es gibt viele Kombinationen von Statoren und Rotoren. Die häufigsten sind die Struktur aus sechs Statoren und vier Rotoren (6/4) und die Struktur aus acht Statoren und sechs Rotoren (8/6).

Der geschaltete Reluktanzmotor ist eine Art Drehzahlregelmotor, der nach dem Gleichstrommotor und dem bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC) entwickelt wurde. Die Leistungsstufen der Produkte reichen von wenigen Watt bis zu Hunderten von kW und werden häufig in den Bereichen Haushaltsgeräte, Luft- und Raumfahrt, Elektronik, Maschinen und Elektrofahrzeuge eingesetzt.

Es folgt dem Prinzip, dass der Magnetfluss immer entlang des Pfades mit der größten magnetischen Permeabilität geschlossen ist und eine magnetische Anziehungskraft erzeugt, um ein elektromagnetisches Drehmoment-Reluktanz-Drehmoment zu bilden. Daher besteht sein Strukturprinzip darin, dass sich die Reluktanz des Magnetkreises so weit wie möglich ändern sollte, wenn sich der Rotor dreht, sodass der geschaltete Reluktanzmotor eine Doppelpolstruktur annimmt und die Anzahl der Pole von Stator und Rotor unterschiedlich ist.

Der steuerbare Schaltkreis ist der Umrichter, der zusammen mit dem Netzteil und der Motorwicklung den Hauptstromkreis bildet. Der Positionsdetektor ist ein wichtiger charakteristischer Bestandteil des geschalteten Reluktanzmotors. Es erkennt die Position des Rotors in Echtzeit und steuert die Arbeit des Umrichters geordnet und effektiv.

Der Motor verfügt über ein großes Anlaufdrehmoment, einen kleinen Anlaufstrom, eine hohe Leistungsdichte und ein hohes Drehmomentträgheitsverhältnis, eine schnelle dynamische Reaktion, einen hohen Wirkungsgrad in einem weiten Drehzahlbereich und kann problemlos eine Vierquadrantensteuerung realisieren. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich der geschaltete Reluktanzmotor sehr gut für den Betrieb unter verschiedenen Arbeitsbedingungen von Elektrofahrzeugen und ist ein Modell mit großem Potenzial unter den Motoren von Elektrofahrzeugen. Beim Antrieb des geschalteten Reluktanzmotors werden Hochleistungs-Permanentmagnetmaterialien auf das Gehäuse des geschalteten Reluktanzmotors aufgebracht, was eine deutliche Verbesserung der Motorstruktur darstellt. Der Motor überwindet somit die Nachteile der langsamen Kommutierung und des geringen Energieverbrauchs herkömmlicher SRMs und erhöht die spezifische Leistungsdichte des Motors. Der Motor verfügt über ein großes Drehmoment, was für den Einsatz in Elektrofahrzeugen sehr vorteilhaft ist.