第12章 开关磁阻电机-4

1、Control Electrical Mchine控制电机控制电机第第1212章章 开关磁阻电机开关磁阻电机河南理工大学开关磁阻电机驱动系统：开关磁阻电机驱动系统： Switched Reluctance Drive, SRD 开关磁阻电机开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor, SRM ）微控制器微控制器（ Micro Control Unit, MCU ）也称为变磁阻电机也称为变磁阻电机（Variable Reluctance Motor, VRM ）电力电子电路电力电子电路（ Power Electronic Circuits, PEC ）检测电路检测电路（ D

2、etection circuit ）开关磁阻电机的优点开关磁阻电机的优点：结构简单坚固，起动和低速时转矩大、电流结构简单坚固，起动和低速时转矩大、电流小，调速范围宽，调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，小，调速范围宽，调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，系统可靠性高。有很好的容错能力。系统可靠性高。有很好的容错能力。应用：应用：开关磁阻电机的应用和发展取得了明显的进步，已成功地应用开关磁阻电机的应用和发展取得了明显的进步，已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域，功率范围于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域，功率范围从从10W10

3、W到到5MW5MW，最大速度高达，最大速度高达100,000 r/min100,000 r/min。12.1 概述Control Electrical Mchine控制电机控制电机第第1212章章 开关磁阻电机开关磁阻电机河南理工大学1 1）开关性）开关性 电机各种绕组通过功率电子开关电路轮流供电，始终工作电机各种绕组通过功率电子开关电路轮流供电，始终工作在一种连续开关模式；在一种连续开关模式；基本特征：基本特征：2 2）磁阻性）磁阻性 电机定、转子之间磁路的磁阻随转子位置改变，运行遵循电机定、转子之间磁路的磁阻随转子位置改变，运行遵循磁通要走磁阻最小的路径。磁通要走磁阻最小的路径。Contr

4、ol Electrical Mchine控制电机控制电机第第1212章章 开关磁阻电机开关磁阻电机河南理工大学12.2 开关磁阻电机系统的组成+-电源电源电流信号电流信号位置信号位置信号速度给定速度给定电流传感器电流传感器开关磁阻电机系统是由开关磁阻电机、功率变换器（开关电路）、控制开关磁阻电机系统是由开关磁阻电机、功率变换器（开关电路）、控制器、位置及电流检测等部分组成的，如图器、位置及电流检测等部分组成的，如图12-112-1所示。所示。图图12-1 12-1 开关磁阻电机系统框图开关磁阻电机系统框图Control Electrical Mchine控制电机控制电机第第1212章章 开关磁

5、阻电机开关磁阻电机河南理工大学开关磁阻电机的本体结构：开关磁阻电机定子和转子均采用凸开关磁阻电机定子和转子均采用凸极结构。定子和转子铁芯均用硅钢极结构。定子和转子铁芯均用硅钢片冲成一定形状的齿槽，然后叠压片冲成一定形状的齿槽，然后叠压而成。定子采用集中绕组。转子上而成。定子采用集中绕组。转子上既无绕组也无永磁体。既无绕组也无永磁体。Control Electrical Mchine控制电机控制电机第第1212章章 开关磁阻电机开关磁阻电机河南理工大学SRM可以设计成多种不同的相数，研究表明，低于三相的开关磁阻电机可以设计成多种不同的相数，研究表明，低于三相的开关磁阻电机没有自起动能力，因此从自

6、起动能力及正反转考虑，一般选择相数没有自起动能力，因此从自起动能力及正反转考虑，一般选择相数m3.相数多则电机步进角小，有利于减小转矩脉动，但其结构复杂，且主开相数多则电机步进角小，有利于减小转矩脉动，但其结构复杂，且主开关器件多，成本高。常用关器件多，成本高。常用3相或相或4相。相。 SRM定、转子齿数有不同的搭配，且定、转子齿数不等。同时为了避免定、转子齿数有不同的搭配，且定、转子齿数不等。同时为了避免单边磁拉力，电机的径向必须对称，所以双凸极的定子和转子齿槽数单边磁拉力，电机的径向必须对称，所以双凸极的定子和转子齿槽数Zs和和Zr应为偶数，且比值应为偶数，且比值ZsZr应不为整数。当然，

7、应不为整数。当然，Zs Zr，相近。相，相近。相近可加大定子相绕组电感随角度的平均变化率，提高电机的出力。近可加大定子相绕组电感随角度的平均变化率，提高电机的出力。常见定转子极数组合方案Control Electrical Mchine控制电机控制电机第第1212章章 开关磁阻电机开关磁阻电机河南理工大学12.3 开关磁阻电机的运行原理Control Electrical Mchine控制电机控制电机第第1212章章 开关磁阻电机开关磁阻电机河南理工大学( (a a) )( (b b) )( (c c) )( (d d) )Control Electrical Mchine控制电机控制电机第第

8、1212章章 开关磁阻电机开关磁阻电机河南理工大学表11-1 开关磁阻电机与开关步进电机的比较Control Electrical Mchine控制电机控制电机第第1212章章 开关磁阻电机开关磁阻电机河南理工大学12.4 开关磁阻电机的基本方程式dtdRiukkk电压平衡方程式：电压平衡方程式：,21qkkkiiii,kkkikkkkiiL,kkkkkkdtdiiRiukkkkkkkkkLidtdiiLiLRiu转矩平衡方程式：转矩平衡方程式：CiqkkekiWiT1,0TTBdtdJTLeControl Electrical Mchine控制电机控制电机第第1212章章 开关磁阻电机开关磁阻电机河南理工大学 1 0 2 3 0 4 5 Control Electrical Mchine控