Co to jest silnik reluktancyjny?

Silnik reluktancyjny to silnik elektryczny, który wytwarza tymczasowe bieguny magnetyczne na swoim wirniku. Jest tak nazwany, ponieważ wykorzystuje reluktancję magnetyczną do generowania momentu obrotowego. Podstawową zaletą tego typu silnika jest to, że zazwyczaj wytwarza on wysoką gęstość mocy przy danym koszcie. Główną wadą tego silnika jest to, że ma on tendencję do generowania tętnienia momentu obrotowego przy niskiej prędkości, co powoduje hałas.

Zastosowanie silników reluktancyjnych tradycyjnie było ograniczone przez złożoność ich konstrukcji i metody sterowania. Postęp w komputerowych narzędziach do projektowania pomógł przezwyciężyć ograniczenia konstrukcyjne tych silników. Zmniejszający się koszt wbudowanych mikroprocesorów zapewnił tym silnikom odpowiednią kontrolę przy akceptowalnych kosztach. Te mikroprocesory wykorzystują parametry takie jak położenie wirnika, prąd i napięcie do sterowania silnikiem.

Stojan i wirnik silnika reluktancyjnego składają się z materiału magnetycznego, który jest bardzo plastyczny, takiego jak stal krzemowa. Stojan i wirnik zawierają liczne występy, które wytwarzają bieguny magnetyczne. Wirnik zwykle zawiera mniej biegunów niż stojan. Zapobiega to wyrównaniu wszystkich biegunów w tym samym czasie, co zapobiega generowaniu momentu obrotowego przez silnik. Różnica między liczbą biegunów wirnika a liczbą biegunów stojana zmniejsza również tętnienia momentu obrotowego.

Maksymalna ilość reluktancji magnetycznej występuje, gdy biegun wirnika w silniku reluktancji znajduje się dokładnie między dwoma biegunami stojana. To położenie jest również znane jako całkowicie niewyrównane położenie bieguna wirnika. Minimalna reluktancja magnetyczna występuje, gdy co najmniej dwa bieguny wirnika są wyrównane z co najmniej dwoma biegunami stojana. To położenie jest znane jako wyrównane położenie bieguna wirnika.

Biegun stojana wytwarza pole magnetyczne, które ciągnie najbliższy biegun wirnika z całkowicie niewyrównanego położenia do wyrównanego położenia, generując w ten sposób moment obrotowy. Pole magnetyczne stojana nadal się obraca, co pociąga za sobą wirnik. Większość nowoczesnych silników reluktancyjnych wykorzystuje przełączanie do kontrolowania aspektów zachowania silnika, takich jak uruchomienie, płynne działanie i określenie jego prędkości. Niektóre odmiany tego typu silnika mogą wykorzystywać trójfazową energię prądu przemiennego.

Synchroniczny silnik reluktancyjny ma taką samą liczbę biegunów stojana i biegunów wirnika. Otwory w wirniku wytwarzają obszary o niskim strumieniu, aby osiągnąć tę równość między stojanem i wirnikiem. Ten typ silnika reluktancyjnego zwykle zawiera cztery lub sześć biegunów. Straty energii wirnika są znacznie mniejsze niż straty w silnikach indukcyjnych, ponieważ wirnik nie zawiera żadnych części przewodzących prąd elektryczny.