節能高效率磁阻電機

前言
近年來，節能意識的抬頭，對於能源的需求急遽上升，不需要內置永久磁石的同步磁阻馬達 (Synchronous Reluctance M otor, SynRM) 相對其他馬達具有很高的性價比和新穎結構，在需要調變的應用場合中，更具有良好的表現。同步磁阻馬達具有多項重要指標，如轉矩漣波、功率因數、鐵心損耗、機械強度等表現，透過昔日的馬達工藝和材料技術的進步，將有助於同步磁阻馬達或其相似類型的磁阻馬達，發揮優質效率的體現，以應用在節能的風水力系統，甚至應用於未來電動車輛系統中。
同步磁阻馬達構型與概論
同步磁阻馬達的演進非常悠久，於1930年代左右就有學者提出。其中，同步磁阻馬達與感應馬達的構性非常類似，由馬達的外部至內部，依序可以分為支撐和保護的殼體、定子導磁鋼片、繞組導體、氣隙、轉子導磁鋼片、軸心等，唯二的差異在於轉子構型和轉子導體。而同步磁阻馬達演變，至今也有軸向疊壓轉子(ALA)和徑向疊壓轉子(TLA)等樣式，用以提高凸極比，達高效率和改善功率因數等特性。
對於不具有磁石材料的馬達，通常將磁路的方向定義為d軸，亦為馬達定子和轉子對應產生最大電感值(直軸電感)，相對應方向定義為q軸(交軸電感)。然而，同步磁阻馬達的轉矩輸出，正比於馬達極數、d軸和q軸電感差和d-q軸的電流乘積。其中，同步磁阻馬達受到凸極比的響應甚大；於磁路設計和過載操作狀態下，磁飽和的現象要極力避開，以免改變電感差異，快速影響轉矩輸出。在於馬達應用上，功率因數指標受到各國的限制，必須大於一定數值，大部分先進國家都會限制在80%以上；然而功率因數會正比於d軸電感以及電流向量與d軸的夾角；顯然極數的增加也同時會降低凸極率，又搭配上機構上的配置和基本波的損失響應，所以，目前大部分的同步磁阻馬達都採4極設計。
同步磁阻馬達最具特色的地方為轉子結構，通常上面不配置磁鐵，僅透過奇特構型的磁障形成磁路通道。其中，磁障的數量、形狀、間距是重要的設計方向，它會決定轉矩的輸出及轉矩漣波大小。
同步磁阻馬達應著重在於機構強度、效率、功率因數、轉矩輸出、轉矩漣波、鐵心損失、控制方式等，才有機會體現出高效率的能源轉換能力。
無磁石馬達
同步磁阻馬達的體積大小與感應馬達相似，常做為比較和應用。兩種馬達特性最大的差異在於同步旋轉和具有滑差的異步旋轉，以及自啟動。在啟動旋轉條件上，同步磁阻馬達需要配置驅動控制系統，而感應馬達則是選擇性配置。除了上述，在特定的條件下，更有多方面的相異之處：