开关磁阻电机PPT课件

. 1，开关磁阻电机， 2，开关磁阻电机及其开发开关磁阻电机的工作原理开关磁阻电机的控制系统及其实现的开关磁阻电机的问题及其发展方向， 3， 1开关磁阻电动机及其发展1.1开关磁阻驱动系统SRD1.2开关磁阻驱动系统SRD1.2开关磁阻驱动系统的特征1.4开关磁阻驱动系统SRD、SRD系统的构成，5， 1.1.1开关磁阻驱动系统的构成凸极定子和在转子的直径方向上排列的两个定子的绕组，由“一相”转子的齿数为极数、四相8/6极SR电动机、6、同步电动机的功角特性可知，凸极电动机的电磁功率：、7、8、四相8/6极SR电机固定转子的实物，9、9、 1.1.2电力变换器，能量供应商包括直流电源和开关元件，1.1.2控制器和位置检测器，控制器要求： (1)电流斩波控制(2)角位置控制(3)启动、制动、停车和四象限运行(4)调速位置检测器供应转子位置信号， 使控制器决定绕组的接通和断开.11、1.2开关磁阻电动机的基本动作原理、v相通电、w相通电、u相通电、r相通电.12连续按照U-V-W-R-U的顺序分别通电，电动机内的磁场按照U-V-W-R-U的顺序使转子移动，从而产生u-r- w- v 即，通过反转改变通电的顺序，转子旋转方向改变电流的方向，转子旋转方向不变化而通电时，定子磁场轴线仅移动2/Ns的空间角，转子各旋转/m极间距，定子齿极数Ns=2m，转子齿极数Nr，相数m，转子旋转1周， 即=2=Nr SR电动机的转速n(r/min )与电源输出频率f的关系、13、1.3开关磁阻电动机的传动系统的特征、SRM具有较大的电动机利用系数、感应电动机利用系数的1.21.4倍的电动机结构简单、在转子中没有绕组的定子中单纯集中转矩与电流的极性无关，均可激励单向电流。对转速的限制小，高速电动机通过电流的开关、振幅控制，具有满足不同负载要求的机械特性SRD系统的效率和功率密度在宽速度和负载范围内都很高的优点，14、扭矩的传递能够叠加一系列的脉冲扭矩，具有双凸极结构和磁路非线性，扭矩的合成15 1.4开关磁阻电机的发展概况，1838年苏格兰Davidson蓄电池机车1980年英国P.J.Lawrenson1983年英国TASCDrives有限公司第一台SR电机(7.5) 1984年422kW4个规格系列德国19841986年1kW、1.2kW、5kW开发于中国1985年，现有350W30kW等规格，1.4.1开关磁阻电机的发展与应用，是16电动汽车驱动系统家电(洗衣机食品加工机械) 通用工业(鼓风机泵压缩机龙门印刷机械)伺服和调速系统牵引电机高旋转电机(纺纱机航空发动机电动工具离心传动)、电力范围10 w (n=10000 r/min )5 MW (n=50 r/min )转速100000r/min、， 17英、美、加、前南斯拉夫、埃及、土耳其美空军和GE公司共同开发的航空发动机用SRD启动/发电机系统30kw 270 v 52000 r/min 250 kw 270 v 23000 r/min中国为50W30kW20的20标准SRD北京纺织研究所、华工、南航、东南、浙大、浙江大1.4.2开关磁阻电机的相数和结构开发的19、20、21、22、23、2sr电机的基本电磁关系和运行原理， 2.1电感与转子位置角关系2.2绕组交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链磁通交链理想SR模型的定子绕组电阻电感l与绕组电阻电流I无关，极端的磁通边缘效应是忽略导磁率而忽略全部功率损耗开关动作瞬间完成的转子旋转角速度=c、25、2.1电感与转子位置角的关系，26， s是定子齿极弧宽度(角度)，27， 表示2.2绕组交链磁通的“绕组和接通电源“-”断电后的流程是忽略绕组电阻而得到的，或者是将1相电路的电压方程式、或者2.2.1单相绕组磁通、28、开关接通瞬间(t=0)设为初始状态而得到的， 若将切断角设为off，则切断后的交链磁通变化，即，、29，在一相绕组通电、切断的变化周期，与、30、31、2.2开关磁阻电动机的磁路交链的磁通与定子极转子极定子磁轭(均匀的8级)转子磁轭(均匀的6级)的每极磁通相位变化由于v相通电时的交链磁通、32、(1)定子极的磁通、33、(2)定子磁轭中的磁通、定子磁轭中的磁通以顺时针方向为正极磁通、从圆中心向外为正、34、35、36 2.3绕组电流、由于可、37、L()是段函数，因此对应的一定的电压和转速. 38，23，12，I，I的上升速度与u成正比，与成反比，使on减小，I的振幅增大，如果调节p，则可以改变电流波形宽度，on，39，在电动机的低速运转时，im变大，必须限制在线性模型中，仅通过位置角的函数来使电感l与电流无关，并且=Li对于给定成直线。2.4-i曲线、41、SR电机线性模型、42、2.5转矩与功率、静态转矩轴线不重叠的某转子位置角不动时的电磁转矩、Ts=f(i、)。静态转矩角特性Ts=f()|i=c通过磁场存储器Wm或磁共振wm使转子角位置偏移，表示静态转矩、43、44、45、2.6开关磁阻电动机中的能量关系、能量传递与能量比、46、开关接通、 单位时间内输入功率ui的一部分增加，励磁储能的一部分变为机械能，开关断开，一部分变为机械能，一部分磁场储能变为电源，没有机械能输出，磁场储能全部变为电源，一部分机械能变为电能恢复电源(制动器)，磁场储能，47， 开关磁阻电机的数学模型、2.7开关磁阻电机的数学模型、48、49、2.8SR电机的运行状态和控制方式、sr电机运行时启动稳定运行制动器运行的50 2.8.1启动运行、一相启动方式、二相启动方式、51、52、 2.8.1开关磁导电动机的稳定运转、固有的机械特性、53、基准速度以下、及I随着n变小而增大，为了限制max和I，需要调节电压Us和开关角on、off。 保持恒定转矩，固定on、off，在斩波控制中使用Us电流限制CCC电流PWM控制电压PWM控制Vg-VfUs (有效宽度)、54，在基准速度以上，开关元件的导通时间短，I以小的n、或I以n-1、t以n-2调节导通角c=off-on (导通角c=off-on ) 或I是n-1/2 t是n-1恒定功率，导通角c增大有界限，一般存在不超过/2即第2转速，当超过该转速时，t与n2成反比，即表示串联励磁特性的55，max， 在imax中，在临界转速n1、第1临界转速(基速)、最大转矩时最高速度u=umax、c=/Nr、最佳触发角on的条件下，能够达到最大功率时的最高转速的第2临界转速n2、56、3开关磁阻电动机的问题及其发展方向， 降低3.1sr转矩脉动的3.2SR电动机的噪声和抑制的3.3SR的发展方向，57，降低3.1开关磁阻电动机的转矩脉动的原因：依次通电的开关磁阻电动机的双凸极磁饱和非线性， 措施：设计：合理设计极弧宽度和磁路饱和运行：合理控制策略，58，3.2 Sr电机噪声及其抑制，电磁噪声最严重，电磁噪声机械噪声轴承质量部件加工质量转子动平衡及装配质量不良空气动力噪声由电机内冷却风扇产生，主要由风扇型号、 由叶片、通风道和进出口的结构设计决定的3.2.1SR电动机噪声、59、通电引起的磁吸引力来自切向性脉动性转子的不稳定振动旋转轴和端盖的噪声不是主要噪声源，而是潜在的噪声源，可能引起负载系统共振径向力脉动的应力波在固定、转子齿对槽位置最小， 在齿对齿位置，最大转子为实心柱，刚性，几乎不影响定子为壳体构造，不可避免地产生压缩变形而振动，产生噪音是主要的噪音源，径向磁吸引力的高次谐波频率与定子的固有频率重叠时噪音变得严重， 在防止径向磁吸引力高次谐波频率和定子固有频率共振的现象，提高定子的刚性，减少绕组换流引起的瞬时冲击径向磁吸引力，防止电流斩波控制的情况下，斩波频率和定子固有频率的共振采用斜极， 减小径向磁吸引力引起的机壳振动振幅，减小电机转矩波动，电机与负载之间采用柔性连接，尽量减小转子轴振动，减小机械与空气动力噪声，进一步完善61、(1)Sr电机的设计理论，高效、适合工程设计要求的优化设计结构形式电磁场分析电磁设计性能计算和参数最优化SR电机的非线性性能分析和计算是困难的。 应用二维非线性有限元法分析SR电机内饱和磁场是极限：第一，缺乏基于磁路的设计方法研究，其次，需要提高当前方法的精度，考虑计算和端效应，开展SR电机三维场的研究。 在此基础上，开展计算机辅助设计，向智能方向发展。3.3SR的发展方向，62，(2)加强铁芯损耗理论研究的供电电压和电流波形复杂，一般为单向脉动的非正弦波，固定、转子各部分铁芯的磁变化规律也不同，固定、转子铁芯损耗的计算和测量困难。 常用实验数据分离铁损、铜损和机械损失的方法计算铁损，因此应寻找准确实用的核损失计算模型和分析测试手段。63、(3)加强转矩脉动和噪声的理论研究，提高SR电机的功率因数。 降低SR电机振动和噪音的关键是如何降低作用于定子的径向力。 从SR电机自身的结构设计中，主要合理设计磁场结构、定子磁轭强度和电机刚度，合理选择气隙、极弧参数和励磁方式，优化绕组拓扑结构。 从控制的观点来看，期