开关磁阻电动机（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）开关磁阻电动机摘要开关磁阻电动机(SwitchedReluctanceMotor，简称SRM)调速系统(SwitchedReluctanceMotorDrive，简称SRD)是一种新型的调速系统。因其结构简单，鲁棒性好，启动转矩大及调速范围宽等特点，日益受到国内外学者的关注.关键词：开关磁阻电动机；调速系统；ABSTRACTSwitchedReluctanceMotorDriveisanewadjustable-speedmotorsystem.Itsstructureissimple,SRDhasrobustverywell.Itsstartingtorqueandawiderangeofcharacteristicsofspeed,increasingtheconcernofscholarsathomeandabroad.ThisarticlefocusesontheSRMnonlinearmathematicalmodel,Keywords:switchedreluctancemotordrive；SpeedControlSystem开关磁阻电机的基本结构和原理开关磁阻电机的基本结构和步进电机非常相似，它是双凸极可变磁阻电机。电机的定子和转子均由硅钢片叠压而成，转子既无绕组也无永磁体，定子极上绕有集中绕组，径向相对的两个绕组串联构成一对磁极，称为“一相”。由于低于三相的SR电动机没有自起动能力；而相数多的SR电动机步距角小，利于减小转矩脉动，但结构复杂，且主开关器件多，成本高，故目前应用较多的是四相8/6和三相6/4极结构。从原理上看，SR电动机与步进电动机相似，运行原理遵循“磁阻最小原理”，即磁通总是沿着磁阻最小的路径闭合。所以当铁芯与磁场的轴线不重合时，便会有作用力将铁芯拉到磁场的轴线上来，这个作用力就是磁阻电机运行的动力。这是SR电机与步进电机的相似之处，但是，一般步进电动机是开环控制，而SR电机则是闭环控制；另外一般步进电动机是用在角位移较精密的传动方面上，而SR电机是典型的功率型电气传动装置，主要应用在牵引传动方面。因此，SR电机要突出速度控制和实现高效率，所以其结构和控制系统设计思路也大不相同。如图所示为四相8/6极SR电动机结构原理图(图中只简要画出A相绕组及其供电图1-1四相8/6极SR电动机结构电路。现以图中四相8/6极SR电机结构所示为例，介绍开关磁阻电动机的工作原理。图中，﹑是电子开关，﹑是二极管，是直流电源。电机定子和转子呈凸极形状，极数互不相等，转子由叠片构成，且带有位置检测器以提供转子位置信号，使定子绕组按一定的顺序通断，维持电动机的连续运行。电机磁阻随着转子磁极与定子磁极的中心线对准或错开而变化，当转子磁极在定子磁极中心线位置时，相绕组电感最大，当转子极间中心线对准定子磁极中心线时，相绕组电感最小。图1-1中，当定子D-D′极励磁时，所产生的磁力则力图使转子旋转到转子极轴线1-1′与定子极轴线D-D′重合的位置，并使D相励磁绕组的电感最大。若以图中定、转子所处的相对位置作为起始位置，则依次给D→A→B→C相绕组通电，转子即会以逆时针方向连续旋转；反之，若依次给B→A→D→C相通电，则电机即会沿着顺时针方向旋转。可以看出，SR电动机的转向与相绕组的电流方向无关，而仅取决于相绕组通电的顺序。另外，从图1-1可以看出，当主开关器件﹑导通时，A相绕组从直流电源吸收电能，而当﹑关断时，绕组电流经续流二极管﹑继续流通，并回馈给电源，因此，SR电机传图1-2相电感、转矩随转子位置的变化图a)相电感随转子位置的变化b)一定电流下转矩随转子位置的变化动的共性特点是具有能量再生作用，系统效率高。从上面简单的分析可以知道，SR电动机的转矩是由磁路选择最小磁阻结构的趋势来产生的。由于电动机磁路的非线性，通常SR电动机的转矩应根据磁共能来计算，即：（1-1）式中——转矩，——磁共能，——转子位置角，——绕组电流显然，磁共能的改变不仅取决于转子的位置，还取决于绕组电流的大小。在对SR电动机性能作定性分析时，为避免繁琐的数学推导，不妨忽略磁路饱和及边缘效应，并假定电感同电流无关。这时，一对定子极下电感随转子位置角的变化曲线如图1-2a所示，电动机每转一圈，电感变化的周期数正比于转子的极对数，该周期的长度为转子极距。基于图1-2a的简化线性模型，式(1-1)可化简为式(1-2)，即：（1-2）由上式可知，相绕组在恒定电流作用下，产生的对应转矩如图1-2b所示。由此可见，SR电动机的转矩方向不受电流方向的影响，仅取决于电感随转角的变化；在相通电的过程中，若，则产生电动转矩；若，则产生制动力矩。因此，