预览加载中，请您耐心等待几秒...

开关磁阻电机.ppt

预览
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲，该文档总共84页，到这已经超出免费预览范围，如果喜欢就直接下载吧～

下载提示 文本预览

如果您无法下载资料，请参考说明：

1、部分资料下载需要金币，请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档，再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压，在使用对应软件打开

开关磁阻电机SwitchReluctanceMachine开关磁阻电机及其发展 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 开关磁阻电机存在的问题及其发展方向 １开关磁阻电机及其发展1.1开关磁阻电机驱动系统ＳＲＤ1.1.1开关磁阻电机由同步电机的功角特性可知，凸极电机的电磁功率:SR电机四相8/6极SR电机定转子实物1.1.2功率变换器1.1.3控制器和位置检测器1.2开关磁阻电动机的基本工作原理连续不断按U-V-W-R-U的顺序分别通电，电动机内磁场沿U-V-W-R-U的顺序移动 转子沿U-R’-W’-V’方向即逆序转动 改变通电的顺序，转子旋转方向改变改变电流的方向，转子旋转方向不变 每改变通电一次，定子磁场轴线移动2π/Ns空间角，转子则每次转过τ/m极距1.3开关磁阻电机传动系统的特点有转据脉动 转矩由一系列脉冲转矩叠加而成，且有双凸极结构和磁路非线性，合成转据不是恒定转据，有一定的谐波分量 噪声与振动大 出线头多1.4开关磁阻电机发展概况电动车驱动系统 家用电器(洗衣机食品加工机械) 通用工业（风机泵压缩机龙门刨印花机器） 伺服与调速系统 牵引电机 高转速电机（纺织机航空发动机电动工具离心传动）英、美、加、前南斯拉夫、埃及、土耳其 美空军和GE公司联合开发航空发动用SRD 启动/发电机系统30kW270V52000r/min 250kW270V23000r/min 我国研制了50W~30kW20个规格SRD 北京纺织研究所、华工、南航、东南、浙大1.4.2开关磁阻电机的相数和结构2SR电机的基本电磁关系及运行原理理想SR模型 定子绕阻电感L与绕阻电流i无关 极尖的磁通边缘效应忽略不计 磁导率μ∞ 忽略所有功率损耗 开关动作瞬时完成 转子旋转角速度Ω=C2.1电感与转子位置角的关系βs表示定子齿极极弧宽度（角度）2.2绕组磁链 令开关合闸瞬间（t=0）为初始状态一相绕组在通电、断电的一个变化周期内 2.2.2开关磁阻电机的磁路及磁链（1）定子齿极的磁通（2）定子轭中的磁通2.3绕组电流由于L(θ）是分段函数， 对应的在一定的 电压和转速条件下， i=f(θ)也是一个分段函数。θ2～θ3当电机低速运行时，im很大，必须限幅得到SR电动机各部分的磁通、磁阻不同转子位置角下的磁化曲线ψ＝f(i)。SR电机线性模型2.5转矩与功率2.6开关磁阻电机中的能量关系当开关导通，单位时间内输入电能ui 一部分增加磁场储能 一部分转化为机械能开关磁阻电机的数学模型2.8SR电动机的运行状态与控制方式2.8.1起动运行2.8.2开关磁阻电动机的稳态运行基速以下，φ及i均随n减小而 增大，为限制φmax和i，需要调 节电压Us和开关角θon，θoff。 保持恒转矩，固定θon，θoff， 斩波控制外加Us 电流限制CCC 电流PWM控制 电压PWM控制 Vg-VfUs（有效宽度） 基速以上，开关器件导通时间短，i较小 n，Φ或i以n－1，T以n－2 通过调节（增大）导通角θc＝θoff－θon 使n，Φ或i以n－1/2，T以n－1 恒功率输出 导通角θc增大有极限，一般不超过τ/2,即存在第二转速，超过此转速，T与n2成反比，即呈串励特性Φmax、imax下，临界转速n1，第一临界转速（基速），最大转矩时的最高速度 u=umax，θc=π/Nr和最佳触发角θon条件下，能达到最大功率时的最高转速，第二临界转速n23开关磁阻电机存在的问题及其发展方向3.1减小开关磁阻电机的转矩脉动3.2SR电机的噪声及其抑制通电产生磁吸力 切向力 脉动性转子运行不稳振动转轴和端盖发出噪声 不是主要噪声源，只是潜在的噪声源，有可能引起负载系统的谐振 径向力 脉动的力波,在定、转子齿对槽位置时最小,齿对齿位置时 最大转子是实心柱体,刚性,基本不受影响定子是壳体结 构,不可避免地产生压缩形变而振动,发出噪声 是主要的噪声源，一旦径向磁吸力的谐波频率与定子的固 有频率重合,噪声将会十分严重. 3.2.2SR电机噪声的抑制方法(1)进一步完善SR电机的设计理论，建立一套效率 高、适用于工程设计要求的优化设计方法。 结构形式电磁场分析电磁设计性能计算及参数优化 SR电机的非线性性能分析和计算较为困难。 采用二维非线性有限元方法分析SR电机内的饱 和磁场具有局限性: 第一，对以磁路为基础的设计方法研究不够； 第二，现有场的方法精度有待提高，应计及端 部效应，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，向智能化方 向发展。(2)加强对铁心损耗理论的研究供电电压及电流波形复杂，一般为单向脉动的非正弦波，定、转子各部分铁心中磁密变化规律也不相同，对定、转子铁心损耗的计算与测量困难。多是通过实验数据将铁损、铜损及