Spoelen aan de buitenkant (stator) creeren een veranderend magnetisch veld.
Switched Reluctance motoren zijn electromotoren die niet dmv magnetische aantrekkingskracht werken maar door ‘magnetische weerstand’. In deze motoren wordt de neiging van magnetische velden om de weg van de minste weestand te vinden gebruikt om de rotor (de as) in een bepaalde positie de brengen tov de stator (het stilstaande deel). Dit type motoren is interessant omdat ze geen magneten hebben, dus ook geen ‘Rare Earth Metals’. Ze gebruiken wel koper voor de spoelen, maar verder gewoon ijzer of andere goed magnetiseerbare metalen.
Het ronddaaiend deel is een stuk metal dat door de spoelen wordt gemagnetiseerd
De reden dat deze motoren geen aandacht kregen had te maken met de manier waarop de spoelen die het magnetisch veld opwekken geschakeld werden. Dit bleek niet al te eenvoudig, in tegenstelling tot bij gangbare electromotoren is de aantrekkingskracht tussen rotor en stator nonlinear, ze hangt af van de afstand tot de stator, niet van het veld door de rotor (als u dat kunt volgen). In een normale electromotor orienteert de rotor zich in een relatief constant electrisch veld.
Magnetisch veld simulatie
Een van de lastige aspecten is het afstemmen en schakelen van het magnetische veld. Doordat de kracht snel toeneemt als de afstand tussen stator en rotor kleiner wordt (vergelijk met twee magnetendie je bij elkaar brengt) is het belangrijk dat het veld op het juiste moment wordt uitgeschakeld. Anders ontstaan er schokken en trillingen in het draaimoment van de as. Dit zogenaamde Torqeu Ripple effect kan met nieuwe technologie echter worden opgelost. Tegenwoordig kan men de positie van de as zeer nauw volgen en via software het schakelen van de spoelen aansturen, zodat dit effect goed kan worden vermeden. Dan blijken deze motoren behoorlijk efficient, zelfs efficienter dan de gangbare.
Elke motor kan ook een generator zijn, ook SRM kunnen als zodanig gebruikt worden, de zogenaamde Switched Reluctance Generator. Daarvoor moeten ze wel ‘voorgeladen’ worden omdat er vanzelf geen mangnetisch veld is. Er wordt zelfs positief gesproken over de potentie in wind applicaties, waar de torque ripple voor wat lawaai kan zorgen, dat gelukkig verholpen kan worden.
"The SRG is a valid alternative in wind energy applications. Therefore it is reasonable to foresee that in the medium power wind systems, the SRG allow good performance in extracting the energy carried by the wind."
Blijkt dat het hele ‘Rare Earth’ pessimisme nergens voor nodig is (ref 5.). IJzer en Koper is er genoeg! Het probleem is zoals altijd dat het niet wordt opgelost.
Links
2. Comparative efficiency of switched reluctance and induction motor drives for slowly varying loads
3. Advantages of using a Switched Reluctance Generator (SRG) for wind energy applications
4. The Switched Reluctance Generator for Wind Power Conversion