Reluctance Torque Magnetmotstandstorque

Reluctance torque, også kendt som justeringsmoment, er et fænomen, der opleves af ferromagnetiske objekter, når de placeres i et eksternt magnetfelt. Dette moment virker for at justere ferromagnetisk objekt i retningen af det eksterne magnetfelt. Når det udsættes for et eksternt magnetfelt, genererer det ferromagnetiske objekt et internt magnetfelt som respons. Interaktionen mellem dette inducerede interne magnetfelt og det eksterne magnetfelt giver anledning til reluctance torque, hvilket tvinger objektet til at omorientere sig, indtil det er optimalt justeret med de eksterne magnetfeltlinjer. Denne justering finder sted, da systemet søger at minimere magnetreluctansen, som er en måling af modstanden mod opbygningen af et magnetisk flod i objektet.

Momentet opstår gennem interaktionen mellem de to magnetfelter, hvilket får objektet til at dreje sig om en akse, der er justeret med magnetfeltets retning. Dette moment virker på objektet, hvilket tvinger det til at omlægge sig på en måde, der minimaliserer magnetreluctansen, og dermed gør det muligt for magnetfloden at strømme på den mest effektive måde.

Dette moment kaldes også saliency torque, da dets opståen direkte skyldes maskinens saliency karakteristika. Saliency, som refererer til den geometriske og magnetiske asymmetri i maskinen, skaber variationer i magnetreluctansen, der driver produktionen af dette moment.

Reluctance motorer bygger grundlæggende på reluctance torque for deres funktion. Motorfunktionaliteten afhænger af den kontinuerlige interaktion og omjustering af magnetfelter, som dette moment gør muligt, for at producere rotationsbevægelse. Størrelsen af reluctance torque kan beregnes ved hjælp af en specifik formel, der tager højde for forskellige parametre som magnetfeltstyrker, maskingeometri og materialens egenskaber, og yder en kvantitativ måling, der er afgørende for design, analyse og optimering af reluctance-baserede elektriske maskiner.

I forbindelse med beregninger af reluctance torque anvendes følgende notationer:

• Trel repræsenterer den gennemsnitlige værdi af reluctance torque.

• V angiver den anvendte spænding, som spiller en afgørende rolle i at energisere motoren og påvirke interaktionerne mellem magnetfelterne.

• f står for linjefrekvensen, der bestemmer hastigheden, hvormed magnetfelterne ændres, og dermed påvirker momentgenereringsprocessen.

• δrel er momentvinklen, målt i elektriske grader. Denne vinkel angiver fasenforskellen mellem stator- og rotor-magnetfelterne og er en nøglefaktor i beregningen af størrelsen af reluctance torque.

• K er motorkonstanten, en parameter, der er specifik for motoren og indeholder forskellige designrelaterede egenskaber, såsom magnetcircuitets geometri og materialers egenskaber.

Reluctance torque dannes primært i reluctance motorer. Det fundamentale princip bag dens produktion i disse motorer ligger i variationen af magnetreluctans. Da roteren bevæger sig inden for statorens magnetfelt, forårsager ændringer i luftspærringen og magnetbanens geometri fluctuationer i reluctansen. Disse variationer giver herefter anledning til reluctance torque, som drev motorrotationen.

Stabilitetsgrænsen for reluctance motorer, i forhold til momentvinklen, ligger typisk fra +δ/4 til -δ/4. At operere inden for dette vinkelområde sikrer, at motoren fastholder stabil drift, undgår problemer som stagnering eller uregelmæssig adfærd.

Med hensyn til konstruktion ligner stator i en reluctance motor tæt på den i en enefased induktionsmotor, med vindinger, der er designet til at skabe et roterende magnetfelt. Rotor, på den anden side, er ofte af typen squirrel-cage. Dette simple, men effektive rotordesign, kombineret med statorens unikke magnetiske egenskaber, gør det muligt at generere og bruge reluctance torque effektivt, hvilket gør reluctance motorer passende til en række anvendelser, hvor kostnadseffektivitet og pålidelig drift er nøglekrav.