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Mechatronik und elektrische Antriebe S. 564 Geschalteter Reluktanz-Motor4.1 Konstruktiver Aufbau6/4-SRM8/6-SRMFig. 4-1:Der Geschaltete Reluktanz-Motor (Switched Reluctance Motor, SRM) zeichnet sich durcheine ausgeprägte Asymmetrie des Rotors aus. Diese führt zu einem stark positionsabhängigenmagnetischen Widerstand (Reluktanz). Die Wicklungen des Ständers sind als konzentriertePolwicklungen ausgeführt, von denen jeweils die gegenüberliegenden Spulen in Reihe oderparallel geschaltet werden. Je Strang findet man also zwei Ständerpole. Der Motor kann mitverschiedenen Zahlen von Ständer- und Rotorpolen ausgeführt werden. GängigeKombinationen von Ständer- und Rotorpolzahlen sind 6/8, 8/6, 8/10. Aber auch einsträngige2/2-Maschinen sind möglich.Die Ströme der einzelnen Stränge werden in der Regel blockförmig und nacheinanderangesteuert. Hierbei kommt es auf die Richtung des Stromflusses nicht an, was dieerforderliche Stromrichtertopologie vereinfacht.Das Prinzip des Geschaltete Reluktanz-Motors ist bereits seit 1838 bekannt. Aber erst in denletzten ein, zwei Jahrzehnten konnte sich dieses Motorprinzip breiter etablieren, denn dieAnsteuerung und Regelung des Motors ist technisch etwas aufwändiger und konnte frühernicht – zumindest nicht wirtschaftlich vertretbar realisiert werden.Der Geschaltete Reluktanz-Motor selbst ist kostengünstig zu fertigen. Die Polwicklungenkönnen separat vorgefertigt und dann als fertig gewickelte Spulen über die Pole geschobenwerden. Stator und Rotor sind konstruktiv sehr einfach und robust aufgebaut. Daher ist derMotor besonders auch für hohe Drehzahlen geeignet. Wirkungsgrad und Drehmomentausnutzungsind günstig.Nachteilig sind die Geräusche des Motors, die durch die pulsenden axialen magnetischenKräfte hervorgerufen werden. Die mechanische Konstruktion beeinflusst die Geräusche
Mechatronik und elektrische Antriebe S. 57maßgeblich. Der SRM ist für Positionierungsaufgaben mit Genauigkeiten unterhalb einerPolteilung und gleichmäßigen ruhigen Lauf bei kleinen Drehzahlen nicht prädestiniert;zumindest ist eine aufwändige Steuerung und Regelung notwendig, um dies zu beherrschen.4.2 FunktionsprinzipFig. 4-2: Veranschaulichung des Funktionsprinzips eines Switched Reluctance Motors:Die Stränge des Motors werden sukzessive eingeschaltetεFig. 4-3: Einsträngiger Motor (2/2-SRM)Für die Untersuchung des Betriebsverhaltens wird zunächst nur ein einzelner Strangbetrachtet. Für die Modellierung wird von einem einfachen magnetischen Kreis mit einemnichtlinearen magnetischen Elementund einer linearer Reluktanz des Luftspaltsφ = φ Fe ( θ Fe ) bzw. θ = θ (φ)Feθ L = R L ( ε ) φ(4.1)
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