文档介绍：开关磁阻电机文献调研
目录
开关磁阻电动机 2
<<开关磁阻电机设计与应用>> 5
开关磁阻电机原理(转) 8
开关磁阻电动机及其应用 10
Atmega16在开关磁阻电机调速系统中的应用 16
《关于企业电机及系统设计服务外包服务说明》 20
开关磁阻电动机
开关磁阻电动机(SRM)是定子、转子双凸极可变磁阻电动机。定子、转子均由硅钢片叠压而成,转子上既无绕组也无永磁体,定子极上绕有集中绕组。开关磁阻电动机可设计成多种不同相数结构,且定、转子的极数有多种不同的搭配。图1所示电动机为8/6极。若以图1中定、转子的相对位置作为起始位置,依次给A→B→C→D相绕组通电,转子即会逆着励磁顺序以逆时针方向连续旋转;反之,依次给D→C→B→A相通电,则电动机会顺时针方向转动。开关磁阻电动机的转向与相绕组的电流方向无关,只取决于相绕组通电的顺序。该电动机结构比鼠笼式交流异步电动机还要简单,其突出的优点是定子上只有几个集中绕组,转子上无任何形式的绕组,机械强度很高,制造简单、可靠性高。
控制器通过电子电路控制功率开关器件的导通与关断,功率开关器件又控制电动机各相绕组的导通与关断,从而使电动机旋转,旋转方向与电流方向无关。通过控制绕组导通与关断的顺序,可以控制电动机的旋转方向,通过控制绕组的电流及开通与关断角度可以控制电动机的转速。控制器原理如图2所示。
图2:开关磁阻电动机控制器原理图
五、开关磁阻电动机调速系统特性:
开关磁阻电动机调速系统是由嵌入式微处理器、大规模数字模拟器件、电力电子功率器件及开关磁阻电动机共同组成的新型调速系统,其性能指标比普通交流变频调速系统及直流电机调速系统都要好,它是一种新颖的、高性价比的、具有典型机电一体化结构的无级调速系统。该系统具有以下优点:
1. 系统效率高
开关磁阻电动机调速系统在其宽广的调速范围内,整体效率比其它调速系统高出至少10%。在低转速及非额定负载下高效率更加明显。
2. 低速下可长期运转
开关磁阻电动机调速系统在整个调速范围内均可带负荷长期运转,电机及控制器的温升均低于工作在额定负载时的温升。
3. 高起动转矩,低起动电流
开关磁阻电动机调速系统起动转矩达到额定转矩的150%时,起动电流仅为额定电流的30%。
4. 三相输入电源缺相或控制器输出缺相不烧电动机
三相输入电源缺相,开关磁阻电动机或者欠功率运行或者停机,不会烧毁电机和控制器。电动机输入缺相只会导致电动机输出功率减小,或者有可能导致电动机无法起动,对电机没有影响。
5. 过载能力强
开关磁阻电动机过载能力强,当负载短时远大于额定负载时,转速会下降,保持最大输出功率,不会出现过流现象。当负载恢复正常时,转速恢复到设定转速。
6. 功率器件控制错误不会引起短路
开关磁阻电动机调速系统的上下桥臂功率器件和电机的绕组串联,不存在功率器件由于控制错误或干扰导致短路而烧毁的现象。
SRM的研究最早可追溯到1970年,英国Leeds大学首创一个开关磁阻电机雏形。到1972年进一步对带半导体开关的小功率电动机(10W~1kW)进行了研究。1975年发展到为50kW的电瓶汽车提供装置。1980年,英国学者Lawrensonn在ICEM会议上阐述了SRM的原理及设计特点,从而奠定了现代SRM的地位。同年英国成立了世界上第一家开关磁阻电机驱动装置有限公司(SRD Ltd.)。1983年英国SRD ,该产品命名为OULTON。另外SRD ,表现出了良好的可操纵性和可靠性,噪声也很低。
美国、加拿大、南斯拉夫、埃及等国家也都开展了SRD系统的研制工作。在国外的应用中,SRD一般用于牵引中,例如电瓶车和电动汽车。同时高速性能是SRD的一个特长的方向。据报道,美国为空间技术研制了一个25000r/min、90kW的高速SRD样机。从近几年国际会议上有关开关磁阻电机调速系统的文章来看,对开关磁阻电机调速系统的研究工作己从论证优点阶段进入设计理论、优化设计阶段。对开关磁阻电机、控制器、功率转换器等的运行理论、优化设计、结构等方面进行了更深入的研究。
从1984年开始,我国许多单位先后开展了SRM的研究工作,在借鉴国外经验的基础上,我国SRD系统的开发研究起点较高,目前各单位都集中于较优的三相和四相控制方案,至今国内已有十余家单位推出不同性能、不同用途的从1kW至55kW等多种规格的系列产品,应用于纺织、冶金、机械、运输等行业的数十种生产机械和交通工具中。1988年在南京召开了第一届开关磁阻电机研讨会。在中国电工技术学会中小型电机专业委员会领导下,1993年12月正式成立了开关磁阻电机学会。SRD系统的研究已被列入我