スイッチドリラクタンス モーター ドライブ システム (srd) は、スイッチドリラクタンス モーター (srm または sr モーター)、電力変換器、コントローラー、検出器の 4 つの部分で構成されます。急速な発展を遂げた新型速度制御駆動システムを開発。スイッチトリラクタンスモータは二重突極リラクタンスモータであり、最小リラクタンスの原理を利用してリラクタンストルクを生成します。非常にシンプルかつ堅牢な構造のため、速度調整範囲が広く、速度調整性能に優れ、全速度調整範囲で比較的高速です。高効率と高いシステム信頼性により、AC モータ速度制御システム、DC モータ速度制御システム、ブラシレス DC モータ速度制御システムの強力な競争相手となります。スイッチトリラクタンスモーターは、電気自動車駆動装置、家電製品、一般産業、航空産業、サーボシステムなどのさまざまな分野で広く使用され、または使用され始めており、出力範囲10wから5mwのさまざまな高速および低速駆動システムをカバーしています。巨大な市場の可能性。
2.1 モータ構造がシンプルで低コスト、高速回転に適している
スイッチトリラクタンスモータの構造は、一般的に最も単純とみなされているかご形誘導電動機に比べて単純である。ステータコイルは集中巻なので埋め込みが容易で、先端が短くしっかりしていて動作も確実です。振動環境。回転子は珪素鋼板のみなので、かご型誘導電動機の製造工程において、かご型の鋳造不良や棒切れなどのトラブルがありません。ローターは非常に高い機械的強度を備えており、非常に高速で動作することができます。毎分最大100,000回転。
2.2 シンプルで信頼性の高い電源回路
モーターのトルク方向は巻線電流の方向とは関係がありません。つまり、一方向の巻線電流のみが必要です。相巻線は主回路の 2 本の出力管の間に接続されており、ブリッジアームのストレートスルー短絡故障はありません。 , このシステムは強力な耐障害性と高い信頼性を備えており、航空宇宙などの特殊な用途にも適用できます。
2.3 高始動トルク、低始動電流
多くの企業の製品は、起動電流が定格電流の15%の場合、起動トルクは定格トルクの100%、始動トルクは定格トルクの100%、および始動トルクは定格トルクの100%になります。始動電流が定格値の 30% の場合、始動トルクは定格値の 150% に達することがあります。 %。 100% 始動電流の DC モーターなどの他の速度制御システムの始動特性と比較すると、100% のトルクが得られます。かご形誘導電動機で起動電流300%、トルク100%が得られます。スイッチトリラクタンスモータはソフトスタート性能があり、起動時の電流影響が小さく、連続定格運転時よりもモータやコントローラの発熱が少ないため、特に用途に適していることがわかります。ガントリープレーナー、フライス盤、冶金業界の可逆圧延機、空飛ぶ鋸、空飛ぶ鋏など、頻繁に起動、停止、前後進を切り替える操作。
2.4 広い速度調整範囲と高効率
運転効率は定格回転数、定格負荷で92％と高く、全回転域で総合効率80％を維持します。
2.5 制御可能なパラメータが多く、速度調整性能が優れています
スイッチトリラクタンスモータを制御するには、少なくとも 4 つの主な動作パラメータと一般的な方法があります。それは、相ターンオン角度、関連する遮断角度、相電流振幅、および相巻線電圧です。制御可能なパラメーターが多数あるため、制御が柔軟で便利です。モーターの動作要件やモーターの状態に応じて、さまざまな制御方法やパラメータ値を使用して、モーターを最適な状態で動作させることができ、さまざまな機能や特定の特性曲線を実現することもできます。モーターはまったく同じ 4 象限動作 (前進、後進、モーター駆動、ブレーキ) 能力を備えており、直列モーターの高い始動トルクと負荷容量曲線を備えています。
2.6 機械と電気の統一的かつ協調的な設計により、さまざまな特殊要件に対応できます。
スイッチトリラクタンスモーターの優れた構造と性能により、その応用分野は非常に広範囲になります。次の 3 つの典型的なアプリケーションを分析します。
3.1 ガントリープレーナ
ガントリープレーナーは機械加工業界の主要な加工機械です。プレーナの加工方法は、ワークテーブルがワークを往復駆動することです。前進時にはフレームに固定されたカンナがワークを削り、後進時にはカンナがワークを持ち上げます。それ以降、ワークベンチは空行を返します。カンナの主駆動システムの機能は、ワークテーブルの往復運動を駆動することです。明らかに、その性能はプレーナーの加工品質と生産効率に直接関係します。したがって、駆動システムには次の主な特性が要求されます。
3.1.1 主な機能
(1) 1 分間に 10 回以上の頻繁な始動、制動、正逆回転に適しており、始動と制動のプロセスがスムーズかつ高速です。
（２）静差率が高いことが要求される。無負荷から突然のナイフ負荷までの動的速度低下は 3% 以下で、短期過負荷能力は強力です。
(3) 速度調整範囲が広く、低速、中速のプレーニング、高速後進のニーズに適しています。
(4) 作業の安定性が良く、往復の戻り位置が正確です。
現在、国内のガントリープレーナーの主な駆動システムは、主に DC ユニットの形式と非同期モーター - 電磁クラッチの形式があります。主にDCユニットで駆動される多くのかんなは、老朽化が激しく、モーターの磨耗が激しく、高速・高負荷時にブラシの火花が大きく、故障が多発し、メンテナンスの負担が大きいため、これは通常の生産に直接影響します。 。さらに、このシステムには装置が大型化する、消費電力が大きい、ノイズが大きいという欠点が避けられません。非同期モーター電磁クラッチシステムは、電磁クラッチに依存して正逆方向を実現しており、クラッチの摩耗が深刻で、動作の安定性が悪く、速度調整が不便であるため、軽量のかんなのみに使用されています。 。
3.1.2 誘導電動機の問題点
誘導電動機可変周波数速度調整ドライブシステムを使用する場合、次の問題が存在します。
(1) 出力特性が柔らかく、低速ではガントリープレーナに十分な負荷を与えることができません。
(2) 静電気の差が大きく、加工品質が悪く、加工物に模様があり、ナイフが食い込んで止まってしまうこともあります。
(3) 発進・制動トルクが小さい、発進・制動が遅い、駐車オフサイドが大きすぎる。
(4) モーターが発熱します。
スイッチトリラクタンスモーターの特性は、頻繁な始動、制動、転流動作に特に適しています。転流プロセス中の始動電流は小さく、始動トルクと制動トルクは調整可能であるため、さまざまな速度範囲で速度がプロセス要件と一致することが保証されます。を満たしています。スイッチトリラクタンスモーターは高い力率も備えています。高速でも低速でも、無負荷でも全負荷でも、その力率は 1 に近く、現在ガントリー プレーナで使用されている他の伝送システムよりも優れています。
3.2 洗濯機
経済の発展と人々の生活の質の継続的な向上に伴い、環境に優しくインテリジェントな洗濯機の需要も高まっています。洗濯機の主力であるモーターの性能は継続的に向上する必要があります。現在、国内市場で人気のある洗濯機には、パルセーター式洗濯機とドラム式洗濯機の2種類があります。どのような洗濯機であっても、基本原理はモーターがパルセーターやドラムを回転させて水流を発生させ、その水流とパルセーターやドラムが生み出す力を利用して衣類を洗濯するというものです。 。洗濯機の動作はモーターの性能によって大きく左右されます。この状態によって、洗濯や乾燥の質、騒音や振動の大きさが決まります。
現在、パルセーター洗濯機に使用されるモーターは主に単相誘導モーターであり、周波数変換モーターやブラシレスDCモーターを使用するものもあります。ドラム洗濯機は主にシリーズモーターに基づいており、可変周波数モーター、ブラシレスDCモーター、スイッチトリラクタンスモーターに加えて。
単相誘導モーターを使用する場合の欠点は、次のとおり非常に明白です。
(1)速度調整ができない
洗濯時の回転速度は 1 つしかなく、さまざまな生地の洗濯回転速度の要件に適応するのは困難です。いわゆる「強洗い」「弱洗い」「弱洗い」などの洗浄手順は、正転と逆転の時間を変えるだけで、必要な回転速度に対応することができます。洗濯中、脱水中の回転速度は低い場合が多く、通常は 400 rpm ～ 600 rpm のみです。
(2) 効率が非常に低い
効率は一般に 30% 未満で、始動電流は非常に大きく、定格電流の 7 ～ 8 倍に達することがあります。頻繁な正逆洗浄条件に適応するのは困難です。
直列モーターはDC直列モーターであり、大きな始動トルク、高効率、便利な速度調整、優れた動的性能という利点があります。ただし、直列モーターの欠点は、構造が複雑で、回転子電流を整流子とブラシを介して機械的に整流する必要があり、整流子とブラシの間の滑り摩擦によって機械的摩耗、騒音、火花が発生しやすいことです。電磁干渉。これにより、モーターの信頼性が低下し、寿命が短くなります。
スイッチトリラクタンスモーターの特性を活かして洗濯機に応用すると良好な結果が得られます。スイッチリラクタンスモータ速度制御方式は広い速度制御範囲を持ち、「洗い」と「洗い」を両立。
「スピン」はすべて、真の標準洗濯、特急洗濯、穏やかな洗濯、ベルベット洗濯、さらには可変速度洗濯においても最適な速度で動作します。脱水時の回転数も自由に選べます。設定されたプログラムに従って速度を上げることもでき、紡績プロセス中の偏在による衣類の振動や騒音を避けることができます。スイッチトリラクタンスモーターの優れた始動性能により、洗浄プロセス中にモーターの頻繁な順方向および逆方向の始動電流が電力網に与える影響が排除され、洗浄と整流がスムーズかつノイズレスになります。速度調整範囲全体におけるスイッチトリラクタンスモーター速度調整システムの高効率により、洗濯機の消費電力を大幅に削減できます。
ブラシレス DC モーターは確かにスイッチトリラクタンス モーターの強力な競合相手ですが、スイッチトリラクタンス モーターの利点は、低コスト、堅牢性、減磁がなく、優れた始動性能です。
3.3 電気自動車
1980年代以降、環境やエネルギー問題への関心の高まりにより、電気自動車は、ゼロエミッション、低騒音、幅広い電源源、高いエネルギー利用率などの利点から、理想的な移動手段となってきました。電気自動車のモーター駆動システムには、動作領域全体での高効率、高い出力密度とトルク密度、広い動作速度範囲、防水性、耐衝撃性、耐衝撃性が求められます。現在、電気自動車用のモータ駆動システムの主流には、誘導モータ、ブラシレスDCモータ、スイッチトリラクタンスモータなどがあります。
スイッチトリラクタンスモーター速度制御システムは、性能と構造において一連の特徴を備えており、電気自動車に非常に適しています。電気自動車の分野では次のような利点があります。
(1) モータの構造が簡単で高速化に適しています。モータの損失の大部分はステータに集中しており、ステータは冷却しやすく、水冷防爆構造にすることが容易であり、基本的にメンテナンスが不要です。
(2) 他の駆動方式では実現が困難な、幅広い出力・速度範囲において高い効率を維持できます。この機能は、電気自動車の運転コースを改善するのに非常に有益です。
（３）４象限動作の実現が容易であり、エネルギー回生フィードバックを実現し、高速動作領域での強力な制動能力を維持することができる。
(4) モータの起動電流が小さくバッテリへの影響がなく、起動トルクが大きいため重負荷起動に適しています。
(5) モーターとパワーコンバーターは両方とも非常に頑丈で信頼性が高く、さまざまな過酷な高温環境に適しており、優れた適応性を備えています。
上記の利点を考慮して、国内外の電気自動車、電気バス、電気自転車などでスイッチトリラクタンスモーターが多く実用化されています。
スイッチトリラクタンスモーターは、構造が簡単で、始動電流が小さく、速度調整範囲が広く、制御性が良いという利点があるため、ガントリープレーナー、洗濯機、電気自動車の分野で大きな応用利点と幅広い応用の見通しを持っています。上記の分野では多くの実用的な用途があります。中国でもある程度の応用例はあるが、まだ初期段階にあり、その可能性はまだ実現されていない。上記の分野におけるその応用はますます広範になると考えられる。
投稿日時: 2022 年 7 月 18 日