Was ist ein geschalteter Reluktanzmotor?
Ein geschalteter Reluktanzmotor wirkt durch Manipulation elektromagnetischer Kräfte. Reluktanzmotoren hängen im Allgemeinen von einem Prozess ab, der als magnetischer Reluktanz bezeichnet wird, um ein Drehmoment zu erzeugen. Motoren, die auf diese Weise konstruiert wurden, haben oft erhebliche Vorteile gegenüber anderen Konstruktionen. Verschiedene Nachteile begrenzen jedoch die Anwendungen, für die ein geschalteter Reluktanzmotor am besten sein könnte. Die Steuerung dieses Prozesses kann eine Herausforderung sein, aber bei vielen von ihnen helfen digitale Technologien.
Diese Motoren bestehen typischerweise aus einem Rotor, der typischerweise aus Eisen besteht, und Elektromagneten. Diese Elektromagnete sind nicht durchgehend eingeschaltet. Stattdessen schalten sie sich ein und aus, um Pole im ferromagnetischen Rotor herzustellen. Wenn mehrere Elektromagnete um den Rotor in der richtigen Reihenfolge geschaltet werden, wird das Drehmoment aufgebaut und weiter angetrieben. Wenn das Anlaufdrehmoment durch einen Sanftanlasser reduziert wird, wird dieses Verfahren zur Erzeugung eines Drehmoments oft als sehr vorteilhaft angesehen.
Ein entscheidender Vorteil eines geschalteten Reluktanzmotors ist die relativ hohe Leistung, die bei allgemein kompakten Konstruktionen erzeugt wird. Reluktanzmotoren werden im Vergleich zu vielen anderen häufig als viel einfacher angesehen, da neben dem Rotor nur wenige bewegliche Teile vorhanden sind. Ein weiterer Vorteil dieser Motoren besteht darin, dass die Reihenfolge häufig umgekehrt werden kann, wodurch möglicherweise in beiden Richtungen das gleiche Drehmoment erzeugt wird.
Trotz dieser Vorteile ist ein geschalteter Reluktanzmotor häufig laut und für Anwendungen mit niedrigem Drehmoment zu leistungsstark. Eine Fehlausrichtung des Rotors oder der Schaltsequenz kann insbesondere bei stärkeren Motoren zu Ineffizienz führen. Das Erhöhen der Leistung dieser Motoren bedeutet auch das Erhöhen der Komplexität der Schaltsequenz, was die Möglichkeit einschränkt, sie mit mechanischer oder direkter elektrischer Steuerung zu steuern.
Diese Designherausforderungen begrenzen häufig die Anwendungen, für die ein geschalteter Reluktanzmotor am nützlichsten sein kann. Frühe Reluktanzmotoren wurden häufig in Lokomotiven und anderen Hochleistungsanwendungen eingesetzt. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts könnte ein geschalteter Reluktanzmotor als Teil einer Öl- oder Kraftstoffpumpe verwendet werden. Es kann auch als Teil eines Staubsaugers oder eines großen Lüftermotors verwendet werden. Die Optimierung ist oft eine kostspielige Herausforderung, weshalb ein geschalteter Reluktanzmotor oft nur für Anwendungen mit hohem Volumen oder hoher Leistung als machbar angesehen wird.
Digitale Technologien können viele der mit der Optimierung dieser Motoren verbundenen Herausforderungen lindern. Anstatt von mechanischen Prozessen abhängig zu sein, um ein einwandfreies Schalten zu gewährleisten, bieten computergesteuerte Steuerungen einen Puffer zwischen direkter Stromversorgung und elektromagnetischer Steuerung. Computer können auch die Ausrichtung des Rotors und der Magnete überwachen, um die Leistung während des Betriebs zu optimieren. Der Gesamtwirkungsgrad kann auch durch einen digital geschalteten Reluktanzmotor verbessert werden, was die potenziellen Anwendungen erhöhen kann.