开关磁阻电机系统设计

- 55 -先前的评论20世纪80年代以后，开关磁阻电机调速系统的性能指标高于其他传统传动系统。由于其结构简单、运行可靠、效率高，已成为交流电机调速系统、DC电机调速系统和无刷DC电机调速系统的有力竞争对手。目前，开关磁阻电机已广泛应用于纺织、冶金、机械、石油、化工、航空、交通等行业。美国、英国和韩国已经应用于家用电器，并取得了良好的效果。开关磁阻电机是由磁阻电机和电子开关驱动控制器组成的控制装置。它也被称为开关磁阻电机速度控制系统。它将新型电机结构与现代电力电子技术和控制技术相结合，具有结构简单、坚固耐用、交流变频调速系统调速性能好、无刷、无换向器和DC调速系统、控制电路简单、输出特性变化灵活、正反转频繁、启停频繁、负载和速度变化时效率更高、适应恶劣环境等优点。它是一种性能价格比较高的无级调速系统。它有许多出色的性能，例如：(1)起动特性好，起动电流小，额定电流的30%,起动转矩是额定转矩的2 3倍；(2)良好的低速特性和真实的永久转矩；(3)调速范围宽，稳速精度高；标准四象限运行具有良好的启动性能和良好的制动性能。高效率，即在全速调节范围内的高效率，节能是其突出的优势。特别值得一提的是，本次设计是在谢老师的精心指导下完成的。同时，同组的同学也给予了很大的帮助，这是大家共同努力和努力的结果。在论文写作过程中，谢老师还认真学习了的教诲。作者还要感谢这个班的学生在设计过程中的关心、建议和支持。鉴于作者在相关领域的知识深度和对可编程逻辑器件理解的局限性，本文不可避免地存在一些不足和谬误。我真诚地希望老师能批评和纠正我。内容摘要.摘要第1章概述11.1磁阻电机的优点和缺点21.1.1开关磁阻电机的优势：21.1.2开关磁阻电机的缺点2开关磁阻电机的应用与发展第二章开关磁阻电机的工作原理和结构42.1开关磁阻电机5的工作原理2.1.1基本结构52 . 1 . 2 SRD的工作原理52 . 1 . 3 SRD的特点52.2开关磁阻电机5的结构第三章开关磁阻电机的电磁设计93.1设计特点93.2确定SR电机额定值数据93.3计算SR电机9的主要尺寸3.4计算机辅助设计程序13第四章SRD系统控制原理的设计144.1控制系统总体设计144.2控制器14的设计4.2.1解码电路：164.2.2晶体振荡器和复位电路164.2.3斩波电流电平设置电路174.2.4斩波器控制电路174.2.5速度设定电路174.2.6键盘设置和显示电路184.3电流检测器18的设计4.4位置检测器19的设计4.5功率转换器20的设计4.5.1功率转换器20的主电路形式4.5.2开关元件的选择21第五章开关磁阻电机调速系统225.1系统的组成和工作原理225.2开关磁组电机调速系统的控制模式235.3调速系统的设计275.4调速系统与传统调速系统的比较305.5 SRD 33的应用领域5.6 SRD问题34结论36参考文献37确认38附录39开关磁阻电机系统的设计摘要：在此次设计中，主要是系统的介绍开关磁阻电动机驱动系统的基本结构和基本工作原理，并依此为基础简要的进行开关磁阻电动机驱动系统的设计；重点分析和详细的说明了开关磁阻电动机驱动系统的执行元件开关磁阻电动机的结构、控制原理和控制策略，并根据给定的电动机的额定数据进行电机的主要参数、主要尺寸、电磁方案的计算、性能的核算和控制方案研究开关电磁电阻调速电动机（开关磁阻驱动简称SRD)是继变频率调速系统、无换向器调速系统之后发展起来的新一代调速系统，性能价格比为当前最优的现代调速系统之一。它有许多卓越的性能，如：启动特性好，启动电流小，为额定电流的30%，而启动转矩是额定转矩的23倍；低速特性好，真正意义上的永恒转矩；调速范围广，稳速精度高；标准的四象限运行，在有良好的启动性能的同时，还具有出色的制动性能；效率高，即在全调速范围内的高效率，节约能源是其突出的优点。关键词：开关磁阻电动机驱动系统；开关磁阻电动机；电磁设计；转矩的脉动开关电磁电阻电动机的设计摘要：这里的一个设计里面，主要是介绍开关电磁电阻电机系统驱动系统的基本结构和基本工作原理，并据此为基础概要进行开关电磁电阻电机驱动系统的设计；重点分析和阐述了开关电磁电阻电机驱动结构、系统实现的控制原理和控制策略，以及根据主要参数、主要尺寸和预定的电机。开关电磁电阻调速电动机（开关磁阻电机简称SRD)是继变频调速系统、无级调速系统之后发展起来的新一代调速系统，功能价格比是当前优越的现代调速系统之一。它有许多突出的功能，如：起动特性好，起动电流小，为和定电流的30%，但起动转矩是和定转矩的2 3倍；低速特性好，真正意义上的扭矩时间的深渊；调整快、范围广、稳、准度高；标准四象限运行，在具备良好启动功能的同时，还有优秀的系统运行功能；开关磁阻电机驱动效率高，在所有调速范围内效率高，节能是其突出优势。关键词：开关电磁电阻电机驱动系统；开关电磁电阻电动机；电磁设计；转动扭矩的脉动第1章概述磁阻电机诞生于160年前，但一直被认为是一种低性能(效率、功率因数、利用率等)的电机。)之后的很长一段时间内，所以它只适用于少数低功耗的地方。20世纪70年代初，福特汽车公司开发了最早的开关磁阻驱动。20世纪70年代中期，利兹大学和诺丁汉大学联合开发了一种用于电动汽车的开关磁阻电机速度控制系统。20世纪80年代以后，开关磁阻电机调速系统的性能指标高于其他传统传动系统。由于其结构简单、运行可靠、效率高，已成为交流电机调速系统、DC电机调速系统和无刷DC电机调速系统的有力竞争对手。目前，开关磁阻电机已广泛应用于纺织、冶金、机械、石油、化工、航空、交通等行业。美国、英国和韩国已经应用于家用电器，并取得了良好的效果。开关磁阻电机是由磁阻电机和电子开关驱动控制器组成的控制装置。它也被称为开关磁阻电机速度控制系统。它将新型电机结构与现代电力电子技术和控制技术相结合，具有结构简单、坚固耐用、交流变频调速系统调速性能好、无刷、无换向器和DC调速系统、控制电路简单、输出特性变化灵活、正反转频繁、启停频繁、负载和速度变化时效率更高、适应恶劣环境等优点。它是一种性能价格比较高的无级调速系统。然而，作为SRD磁阻电机的主体，虽然电磁原理和结构相当简单，但磁路周期性变化，局部饱和严重。它的设计和性能分析与传统电机有很大的不同，不可能完全按照传统的设计方法和理论来设计电机的电磁性能。因此，在设计中应给予足够的重视。在电机控制方面，如果不了解SR电机的运行特性和控制方法，很难制定出合理的控制策略。控制策略的合理性和不合理性关系到电机能否达到预期的运行性能。因此，必须在正确的理论指导下设计合理的控制策略。由于这是第一次设计，设计经验不足，知识结构不够完整，设计任务是在尽可能拥有相关数据的前提下完成的，因此存在很多不足。也许这种设计结果与工厂的实际生产设计不同，但这种设计为工厂今后的设计积累了宝贵的经验。在为期一个多月的设计中，电气系的谢老师起了带头作用。在设计过程中，谢给予了精心的指导和热情的帮助。在此，我谨向谢表示衷心的感谢。这个设计有许多错误，请改正它们。由于开关磁阻电机是一个系统，并且作为其执行机构的SR电机不能单独工作，所以这种设计从开关磁阻电机驱动系统开始。1.1开关磁阻电机的优缺点1.1.1开关磁阻电机的优势：(1)电机转子无绕组，成本低；电机可以高速旋转而不变形。转子的转动惯量小，容易加速和减速。(2)定子线圈易于插入，端部短而牢固，大部分热量消耗在定子内，易于冷却；转子没有永磁体，最高允许温升更高。(3)具有再生作用。(4)转矩方向与相电流方向无关。只要控制开关主装置的通断，就可以改变电机的工作状态，即只要控制不同电感区域内各相的瞬时电流，就可以实现四象限运行，不需要辅助功率电子开关器件，从而可以减少电机功率变换器的开关器件数量，降低系统成本。(5)在较宽的转速和功率范围内，具有高输出和高效率。启动扭矩大，适用于危险环境(1)采用磁阻电机，其能量转换密度低于电磁电机。脉动大，SR电机转矩脉动典型值通常为15%。由特定频率下的转矩脉动和共振引起的噪声也很突出。(3)相位越多，主要连接越多。(4)需要根据定子和转子的相对位置进行励磁。(5)它不能像笼型异步电动机那样直接连接到电网以稳定运行，但必须与控制器一起使用。1.2开关磁阻电机的应用和发展开关磁阻电机结构简单，性能优越，可靠性