Co to jest silnik reluktancyjny?

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

Stosowanie silników reluktancyjnych tradycyjnie ograniczała złożoność ich konstrukcji i metody sterowania. Postępy w komputerowych narzędziach projektowych pomogły przezwyciężyć ograniczenia konstrukcyjne tych silników. Malejący koszt wbudowanych mikroprocesorów zapewnił tym silnikom odpowiednią kontrolę przy akceptowalnych kosztach. Te mikroprocesory wykorzystują parametry, takie jak pozycja wirnika, prąd i napięcie do sterowania silnikiem.

Stojan i wirnik silnika reluktancyjnego są wykonane z materiału magnetycznego, który jest bardzo plastyczny, na przykład ze stali krzemowej. Stojan i wirnik zawierają liczne występy, które wytwarzają bieguny magnetyczne. Wirnik zazwyczaj zawiera mniej biegunów niż stojan. Zapobiega to równoczesnemu wyrównywaniu wszystkich biegunów, co uniemożliwia silnikowi generowanie momentu obrotowego. Różnica między liczbą biegunów wirnika a liczbą biegunów stojana również zmniejsza tętnienie momentu obrotowego.

Maksymalna wielkość reluktancji magnetycznej występuje, gdy biegun wirnika w silniku reluktancyjnym znajduje się dokładnie pomiędzy dwoma biegunami stojana. Ta pozycja jest również znana jako całkowicie niewspółosiowa pozycja bieguna wirnika. Minimalna wielkość reluktancji magnetycznej występuje, gdy co najmniej dwa bieguny wirnika są ustawione w jednej linii z co najmniej dwoma biegunami stojana. Ta pozycja jest znana jako wyrównana pozycja bieguna wirnika.

Biegun stojana wytwarza pole magnetyczne, które ciągnie najbliższy biegun wirnika z położenia całkowicie niewspółosiowego do położenia wyrównanego, wytwarzając w ten sposób moment obrotowy. Pole magnetyczne stojana nadal się obraca, co pociąga za sobą wirnik. Większość nowoczesnych silników reluktancyjnych wykorzystuje przełączanie do sterowania aspektami zachowania silnika, takimi jak uruchamianie, płynna praca i określanie jego prędkości. Niektóre odmiany tego typu silnika mogą wykorzystywać trójfazowy prąd przemienny (AC).

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