Magnety spínaného reluktančního motoru

Spínaný reluktanční motor je speciální typ motoru, jehož rotor se skládá z více pólových párů, přičemž každý pólový pár se skládá z magnetu a reluktančního páru. Spínané reluktanční motory se běžně používají v aplikacích vyžadujících vysoký startovací moment a vysokou účinnost, jako jsou elektrická vozidla a průmyslové pohony.

Ve spínaném reluktančním motoru jsou magnety obvykle permanentní magnety a používají se k vytvoření permanentního magnetického pole. Magnetorezistory jsou vyrobeny z magnetických materiálů, které jsou ovládány elektrickým proudem pro úpravu síly a směru magnetického pole. Když proud prochází reluktancí, magnetismus reluktance se zvyšuje a vytváří silné magnetické pole, které přitahuje magnet k reluktanci sousedící s ním. Tento proces způsobí roztočení rotoru, který pohání motor.

Magnet hraje roli při generování permanentního magnetického pole ve spínaném reluktančním motoru a reluktance upravuje sílu a směr magnetického pole pro řízení provozu motoru.

Základní princip činnosti spínaného reluktančního motoru

Spínaný reluktanční motor (Switched Reluctance Motor, SRM) elektrického vozidla má jednoduchou konstrukci. Stator má koncentrovanou strukturu vinutí, zatímco rotor nemá žádné vinutí. Struktura spínaného reluktančního motoru a indukčního krokového motoru jsou poněkud podobné a oba využívají magnetickou tažnou sílu (Max-well force) mezi různými médii působením magnetického pole ke generování elektromagnetického točivého momentu.

Stator a rotor spínaného reluktančního motoru se skládají z plechů z křemíkové oceli a mají výraznou pólovou strukturu. Póly statoru a rotoru spínaného reluktančního motoru jsou různé a stator i rotor mají malé ozubení. Rotor je složen z vysoce magnetického železného jádra bez cívek. Obecně má rotor o dva póly méně než stator. Existuje mnoho kombinací statorů a rotorů, běžné jsou konstrukce šesti statorů a čtyř rotorů (6/4) a konstrukce osmi statorů a šesti rotorů (8/6).

Spínaný reluktanční motor je typ motoru s regulací rychlosti vyvinutý po stejnosměrném motoru a bezkomutátorovém stejnosměrném motoru (BLDC). Úrovně výkonu produktů se pohybují od několika wattů do stovek kw a jsou široce používány v oblasti domácích spotřebičů, letectví, kosmonautiky, elektroniky, strojů a elektrických vozidel.

Řídí se principem, že magnetický tok je vždy uzavřen podél dráhy s největší magnetickou permeabilitou a generuje magnetickou tažnou sílu pro vytvoření elektromagnetického točivého momentu-reluktančního momentu. Jeho konstrukční princip tedy spočívá v tom, že reluktance magnetického obvodu by se měla co nejvíce měnit, když se rotor otáčí, takže spínaný reluktanční motor přijímá strukturu s dvojitým vyčnívajícím pólem a počet pólů statoru a rotoru je odlišný.

Říditelným spínacím obvodem je měnič, který tvoří hlavní silový obvod spolu se zdrojem a vinutím motoru. Snímač polohy je důležitou charakteristickou součástí spínaného reluktančního motoru. V reálném čase zjišťuje polohu rotoru a uspořádaně a efektivně řídí práci měniče.

Motor má velký rozběhový moment, malý rozběhový proud, vysokou hustotu výkonu a poměr setrvačnosti momentu, rychlou dynamickou odezvu, vysokou účinnost v širokém rozsahu otáček a může snadno realizovat čtyřkvadrantové řízení. Tyto vlastnosti činí spínaný reluktanční motor velmi vhodným pro provoz v různých pracovních podmínkách elektromobilů a jedná se o model s velkým potenciálem mezi elektromotory pro elektromobily. Pohon spínaného reluktančního motoru aplikuje na tělo spínaného reluktančního motoru vysoce výkonné materiály s permanentními magnety, což představuje výrazné vylepšení konstrukce motoru. Motor tak překonává nedostatky pomalé komutace a nízkého využití energie u tradičních SRM a zvyšuje měrnou hustotu výkonu motoru. Motor má velký točivý moment, což je velmi výhodné pro jeho použití v elektrických vozidlech.