Magneti motore a riluttanza commutata

Un motore a riluttanza commutata è un tipo speciale di motore il cui rotore è costituito da più coppie di poli, ciascuna coppia di poli costituita da un magnete e una riluttanza. I motori a riluttanza commutata sono comunemente utilizzati in applicazioni che richiedono un'elevata coppia di avviamento e un'elevata efficienza, come veicoli elettrici e azionamenti industriali.

In un motore a riluttanza commutata, i magneti sono generalmente magneti permanenti e vengono utilizzati per creare un campo magnetico permanente. I magnetoresistori sono realizzati con materiali magnetici controllati dalla corrente elettrica per regolare la forza e la direzione del campo magnetico. Quando la corrente passa attraverso una riluttanza, il magnetismo della riluttanza aumenta, creando un forte campo magnetico che attrae il magnete verso la riluttanza adiacente. Questo processo fa girare il rotore, che aziona il motore.

Il magnete svolge un ruolo nella generazione di un campo magnetico permanente nel motore a riluttanza commutata e la riluttanza regola la forza e la direzione del campo magnetico per controllare il funzionamento del motore.

Principio di funzionamento di base del motore a riluttanza commutata

Un motore a riluttanza commutata (Switched Reluctance Motor, SRM) di un veicolo elettrico ha una struttura semplice. Lo statore adotta una struttura di avvolgimento concentrata, mentre il rotore non ha alcun avvolgimento. La struttura del motore a riluttanza commutata e del motore passo-passo a induzione sono in qualche modo simili ed entrambi utilizzano la forza di trazione magnetica (forza Max-well) tra diversi mezzi sotto l'azione di un campo magnetico per generare una coppia elettromagnetica.

Lo statore e il rotore del motore a riluttanza commutata sono composti da lamierini in lamiera di acciaio al silicio e adottano una struttura a poli salienti. I poli dello statore e del rotore del motore a riluttanza commutata sono diversi e sia lo statore che il rotore hanno un piccolo dentellatura. Il rotore è composto da un nucleo di ferro altamente magnetico senza bobine. Generalmente il rotore ha due poli in meno rispetto allo statore. Esistono molte combinazioni di statori e rotori, quelle comuni sono la struttura a sei statori e quattro rotori (6/4) e la struttura a otto statori e sei rotori (8/6).

Il motore a riluttanza commutato è un tipo di motore di controllo della velocità sviluppato dopo il motore CC e il motore CC senza spazzole (BLDC). I livelli di potenza dei prodotti vanno da pochi watt a centinaia di kw, e trovano largo impiego nei settori degli elettrodomestici, dell'aviazione, dell'aerospaziale, dell'elettronica, dei macchinari e dei veicoli elettrici.

Segue il principio che il flusso magnetico è sempre chiuso lungo il percorso con la massima permeabilità magnetica e genera una forza di attrazione magnetica per formare una coppia elettromagnetica di coppia-riluttanza. Pertanto, il suo principio strutturale è che la riluttanza del circuito magnetico dovrebbe cambiare il più possibile quando il rotore ruota, quindi il motore a riluttanza commutata adotta una struttura a doppio polo saliente e il numero di poli dello statore e del rotore è diverso.

Il circuito di commutazione controllabile è il convertitore, che costituisce il circuito di alimentazione principale insieme all'alimentatore e all'avvolgimento del motore. Il rilevatore di posizione è un importante componente caratteristico del motore a riluttanza commutata. Rileva in tempo reale la posizione del rotore e controlla in modo ordinato ed efficace il lavoro del convertitore.

Il motore ha una coppia di avviamento elevata, una corrente di avviamento ridotta, un'elevata densità di potenza e un rapporto di inerzia della coppia, una risposta dinamica rapida, un'elevata efficienza in un'ampia gamma di velocità e può facilmente realizzare il controllo a quattro quadranti. Queste caratteristiche rendono il motore a riluttanza commutata molto adatto al funzionamento nelle varie condizioni di lavoro dei veicoli elettrici, ed è un modello con grandi potenzialità tra i motori dei veicoli elettrici. L'azionamento del motore a riluttanza commutata applica materiali a magneti permanenti ad alte prestazioni al corpo del motore a riluttanza commutata, che rappresenta un notevole miglioramento della struttura del motore. Il motore supera così le carenze della commutazione lenta e del basso utilizzo di energia negli SRM tradizionali e aumenta la densità di potenza specifica del motore. Il motore ha una coppia elevata, che è molto vantaggiosa per la sua applicazione nei veicoli elettrici.