開關混合式電動機的研究
王宗培 鄭大鵬（哈爾濱工業大學150001）
【摘 要】介紹開關混合式電動機的特點，并進行了實驗，指出開關混合式電動機具有進行系統研究和開發的價值，開拓其應用領域可以發展成為一類新型電動機產品。
【敘 詞】開關混合式電動機特點實驗研究
1概述
開關磁阻電動機(switched vr motor-svrm)這個名詞已經為人們所熟悉，它是由雙凸極結構的磁阻電動機加上轉子角位置閉環控制構成的新型調速電動機系統，經過10多年的研究、開發和商品化，由于它具有結構簡單、成本低、調速和運行性能良好的特點，在迅速發展的調速電動機領域內占領了一席之地。
雙凸結構的磁阻電動機，它是小容量同步電動機的一種結構類型，或者是步進電動機的一種類型。步進電動機或小容量同步電動機，廣泛應用的主要有三種結構類型，即磁阻(vr)式、永磁(pm)式和混合(hb)式。從原理上很容易推論，與開關磁阻電動機類似，將永磁式電動機和混合式電動機加上轉子位置閉環控制．當然也可以構成開關永磁電動機(switched pm motor-spmm)和開關混合式電動機(switched hb motor-shbm)，可是這二個名詞卻幾乎沒有聽到過。
事實上，通常所說的無刷直流電動機(bldcm)，就是指的永磁式同步電動機或永磁式步進電動機加上轉子位置閉環的系統．詳細一點應稱為永磁式（方波）無刷直流電動機(pmbldcm) ，也就是開關永磁電動機(spmm -pmbi_dcm)，只是習慣上不這樣稱謂。與永磁無刷直流電動機這個名稱相對應，將磁阻式和混合式同步電動機或步進電動機加上位置閉環控制的系統，便成了磁阻式無刷直流電動機(vrbldcm)和混合式無刷直流電動機(hbbldcm)。顯然，這里所述的磁阻式無刷直流電動機，就是前面所述的開關磁阻電動機( vrbi。dcm—svrm)，同樣混合式無刷直流電動機與開關混合式電動機這二個名詞也是相同的(shbm =hbbildcm)。
同步電機或步進電動機加上位援閉環控制，構成了近代迅速發展起來的很有前途的新型電動機，其中永磁電動機的轉子位黃閉環系統，通常稱為（永磁方波）無刷直流電動機．已進行了廣泛的研究和開發，發展了多種成熟的產品．應用于寬廣的領域，并將進一步發展，更多地取代有刷的直流電動機；磁阻電動機的轉予位毀閉環系統，則常常破叫做開關磁阻電動機，也被作為-種專門的新型電動機進行了系統的研究和開發獲得相當的發展。
只有混合式電動機的轉予位置閉環系統，把它叫做開關混合式電動機，或哲叫做混合式方波無刷直流電動機．人們都感到很陌生。作者認為，這類電動機也具有進行系統研究和開發的價值，開拓其應用領域也具有發展成一類新型電動機產品的前景。
2混合式電動機的一個特點
與磁阻式電動機相比，在其他條件相同時．混合式電動機的一個特點是勵磁安匝明顯地小。這意味著，繞組電流相同時匝數較少，繞組電感便顯著減小；或者繞組匝數相同，電感相近，則電流減小。總之，混合式電動機的勵磁功率比磁阻式小，這對功率驅動器的配套有利，利于功率驅動部分成本的降低、損耗減小和可靠性提高。
理論分析和實際研究表明，磁阻式電動機和混合式電動機的每極勵磁安匝與電機的齒距值有直接關系。例如，圖1所示的是我國磁阻式步進電動機額定勵磁安匝統計數據的平均曲線[6]，曲線表明了每極勵磁安匝隨轉子齒距增大而上升的明顯趨勢和規律（曲線僅僅是統計數據的平均值，不可能與具體電機的數據完全一致）。可見，在相同或相近齒距時，比較磁阻式和混合式電動機的勵磁安匝才是比較合理的。為此選了兩種電動機，它們具有相同的機殼外徑和轉子齒數。
圖2表示130byg3100d型混合式電動機的保持轉矩特性，在保持轉矩特性上偏于飽和但不過分飽和的點肘應于較為合理的額定安匝值，曲線表明這臺電動機的額定安匝值應接近100a(不超過100a)。
圖3表示130bc3100a型磁阻式電動機的保持轉矩特性，曲線 |
