開關磁阻電機

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我公司開關磁阻電機控制器產品

我公司開關磁阻電機控制器產品

山東艾磁驅動科技公司，研制、生產“節能型開關磁阻電機”、“破碎、球磨、攪拌設備開關磁阻電機”、“直驅大扭矩開關磁阻電機”、“廚電開關磁阻電機”、“中高速開關磁阻電機”、“劍桿織機開關磁阻電機”、“專用高性能開關磁阻電機”7個系列1000多個規格型號的產品。可以在本網站各個分述模塊中瀏覽。

一、開關磁阻電機的基本性能特點

1.  高性能特性

開關磁阻電機驅動系統，以性能見長，是一種堪稱優良的電機驅動系統。其技術特性和優勢如下。

1）、高速、超高速特性。恒功率區可擴展性很強。

開關磁阻電機轉子機械結構簡單，無繞組、無鼠籠結構、不需要嵌入永磁體，轉動慣量小，強度高；高速控制簡單，因此，適合做成高速、超高速電機。

2）、沒有反電勢

開關磁阻電機轉子無線圈繞組、無鼠籠結構、不需要嵌入永磁體，不產生磁場，控制好角度，也就沒有反電動勢，因此高速下效率高，損耗小。

3）、綜合效率高、寬幅高效、寬變載高效，因此非常節能

開關磁阻電機調速范圍寬，高效區寬，在高、中、低、超低速區效率都較高。比如額定750轉22KW的電機，系統效率（電機*控制器）在120轉的超低速區，可達60%以上的效率。同時，開關磁阻電機的效率受負載大小影響很小。

4）、功率因數高

開關磁阻電機功率因數高，接近1。在空載和輕載狀態下，同樣保持高功率因數，無功損耗很少。

5）、 低速低電流大扭矩驅動；軟起動徹底；正反轉響應快

開關磁阻電機是意義上的軟起動，以30%的額定電流，實現1.5倍的額定扭矩啟動。低速下可以較低電流驅動重載。負載啟動響應快，瞬間（幾十毫秒+）可達額定轉速，并可迅速正反轉。

6）、 大速比調速、直驅幅度寬

開關磁阻電機額定轉速內任意速度點均可以獲得額定轉矩和過載扭矩，而且額定轉速后（恒功率區）可拓展性很強，有效扭矩也可以延長，因此，其大速比調速特性（直驅范圍很寬）優良。

7）、高壽命、環保、不消耗稀土材料

* 可頻繁啟停換向，高可靠、壽命長不衰減、適合環境復雜工況。

* 環保清潔。開關磁阻電機一般都不使用永磁材料，沒有任何衰減的風險，可在非常惡劣的工況條件下長期工作。 因此更環保、更清潔、更可持續發展。

2. 開關磁阻電機驅動系統典型特性曲線

SRM/SRD具有獨特的技術特征，特性鮮明，堪稱優良好，是高科技、高效能的電機驅動系統。

1）、一般典型曲線  （舉例： 額定95kW 1100rpm ）

（額定轉速內，綜合效率高，高、中、低、超低速區效率高）

（額定轉速內， 任一速度點均可獲得過載扭矩。低速重載電流低、大扭矩輸出特性優良）

2）、寬轉速范圍內的高效調速特性 （舉例： 額定15KW、750轉)

在100轉的超低速區 系統效率可以超過60%

3）、良好的電流、負載、轉速平衡特性

扭矩電流特性優良（尤其是低速區）

4)、優良的空載、輕載電流曲線

開關磁阻電機功率因數接近1，在空載和輕載階段，也表現出高功率因數，

電流很低（舉例：22KW 1.2A以內），無功損耗極小。

3.高節電特性（參考舉例）

開關磁阻電機節電是一個綜合、動態的概念，需要和工藝改進、操作習慣結合，根據實際工況開展。其節電原理由其效率特性和性能特性決定，比變頻電機系統可有0%-35%甚至以上的節電率。但在滿功率、滿轉速運行的恒定的工況下，排除特殊技術因素，其節能效果和普通高效電機相似。

 以下引用的數據，均為實測數據

其中高數據，都是我公司產品真實的節電率

用于油田抽油機領域

對比電機	三相異步電機	變頻三相異步電機	高轉差/雙功率電機	永磁同步電機（新）	永磁同步電機（3年+的舊電機）
節電率	10%—39%	5%-29%	12%-30%	1%-10%	10%-35%

用于泵類領域（平均22.6%）

種類	恒壓泵站類	真空類、離心泵類	管道泵類	循環泵類	其它泵類
節電率	5%-40%（根據負載、調速范圍、空載、原系統能耗等變化而變化）

用于風機類領域（平均25.3%）

種類	通風散熱風機類	除塵風機類	橫流式	離心式	其它風機類
節電率	5%-45%（根據負載、調速范圍、空載、原系統能耗等變化而變化）

用于機械設備類領域

機械設備種類	壓力機類（如沖壓機、折彎機、鉆床、剪板機等）	紡織機械類（如劍桿織機、倍捻機、細沙機等）	攪拌破碎設備類（如發酵罐、回轉窯、密煉機、混料機、破碎機、等）	成型類設備（如擠出機、推送機等）	*輸送帶類恒扭矩工況
節電率	3%-20%（根據負載、調速范圍、輕空載、原系統能耗等變化而變化）

二、開關磁阻電機驅動系統的劣勢

　　SRD性能優異、節能效果顯著，但也存在一些劣勢。

　　1. 技術復雜(門檻高)

　　以下由我公司研發中心編制的資料，較為集中地概括了SRD系統的技術復雜性和體系性。

三、開關磁阻電機的原理

      全球范圍，人們以“無盡的性能”來形容這類電機的高性能和可開發性，這體現了開關磁阻電機是以性能見長的，是可以根據實際需求來進行拓展、開發的電機驅動系統。開關磁阻電機驅動系統是由開關磁阻電機本體及其控制系統兩部分構成的“控制類電機”，是全球范圍內新一代高性能電機系統，兼具直流、交流兩類調速系統的優點。

      開關磁阻電機（SRM）是磁阻式電機的一種形式。SRM離開專用控制器無法運行，因此是機、電、控一體化的電機驅動系統。SRM結構簡單，其轉子不需要繞組和鼠籠結構，一般也不需要永磁體；定子繞組是集中式繞組，也是非常簡單的形式。隨著技術的發展，雙轉子、異型定轉子、永磁輔助開關磁阻電機也開始出現（pmSRM）”。

       SRM既可以做成微小電機也可以做成中、大型電機。即適合低速運行，也適合開發成高速電機。SRD已經有發展了大約100年的時間，在全球范圍內高度深入應用。SRD技術復雜而體系，電機是典型的非線性特征，控制復雜。

SRM的原理

電機部分由于運用了“磁通總是按照磁阻小路徑閉合而產生磁拉力”的磁阻原理，故稱為磁阻式電機，又由于其線圈電流通斷、各相通電順序、磁通狀態直接受控制系統的電子開關控制（比如IGBT），故稱為開關磁阻電機。

 圖：1

四、國內外狀態

       SRD性能強大，但技術復雜，不容易做好。在電機行業，具有全球公認難度。

       1、 國外情況

       國外高度發達、深入應用。作為一種特種電機，目前國外的應用總量，已經占到整個電機總量的9%以上。這是很大的數量。主要應用于航空航天飛行器、軍事裝備、工業裝備、高速運行裝備、紡織、家電和一些需要特種性能的場合。由于這類電機的性能可開發性很強，因此隨著制造業的升級換代和高性能化要求，此類電機正在得到加速研制和應用，國外估計2035年將會達到40%以上的規模（包括其他形式的磁阻電機，比如同步磁阻電機、永磁輔助磁阻電機），從而很大程度替代目前的永磁電機系統和三相異步電動機系統。

       國外目前主要代表公司有英國里卡多公司和戴森公司、日本電產尼得科和三葉公司、比利時邦奇公司、美國特斯拉公司、博格華納公司、SMC公司、和美國電氣化公司，此外德國、俄羅斯、意大利、法國、印度等都有非常過硬SRD技術體系和產品應用。

       2、中國情況

       國內發展了大約25年，整體而言，還處于發展階段，理論方面逐漸深入，但電機模型和控制算法還不夠先進，技術體系性較弱，人才還十分少。具體的產品種類也比較少。目前總量大概占我國所有電機總量的0.3%，和國外的9%相比，是微不足道的存在。

造成這一局面的原因，主要是SRD的確有其復雜性，技術比較復雜，不容易仿制。而我國產業界和學術界對其認知水平還不夠，創新的體系能力差，投入少，人才也少。

       經過20幾年的發展，先后出現過50幾家公司，但目前只有約15家公司在發展。整體產品水平，也只能達到國外10年前的水平。這10幾家公司里面，具備一定體系能力的不過4、5家，其他大部分是只有一部分技術的不完全技術公司。

       山東艾磁驅動科技有限公司（AICI）,是我國此領域一家高度專業化的科技型公司，團隊專注于新一代高性能開關磁阻電機驅動技術（SRD）的研發已經10多年。目前，建立了完整的技術體系，并開始了對發達國家市場的產品和技術的出口。 整體上達到了國外5、6年前的技術狀態，是代表我國SRD高技術狀態少數的公司之一。