开关磁阻电动机(1,2章).ppt

第*页 续流阶段，且 相电流不产生电磁转矩，磁场 储能全部馈回电流。相电流在外界反电压作用下近似线性下降。 续流阶段，且 产生制动转矩，进入再生制动状态。 其中： 第*页 2、转矩计算： 瞬时相电流产生的电磁转矩。 （电感不受电流大小的影响） 平均电磁转矩： 第*页 第二节 准线性模型分析 准线性模型分析是将电机的磁特性曲线分段线性化。 1、电机的饱和磁特性及分段线性化 第*页 a) 电流与电感特性曲线 b) 磁能关系图 在换向点C前，电机的相绕组接受电流供能。其磁能为： 而在换向点C后的续流阶段，电机绕组向电流回馈电能: 则每相电流在一个工作周期 内转换为机械能的有效电磁能量W2： 第*页 而 其中 而 又 第*页 第*页 故m相电机的输出平均功率： 而电机的电磁能转矩平均值为： 第*页 从以上分析可得： 1）对开通角 最敏感 。 2）对关断角 的敏感度较弱。 3）当V固定， ，平均电磁转矩变化使其转速 变化，故由机械特性变软。 第*页 4）由式 可得： 其中F为电机结构参数，m、θr、θ1、Lmax、Lmin及控制参数θon、θoff的函数 ，表明SRM的固有机械特性与串励直流电及相仿。 由准线性的分析过程可得 5）提高有效能量的方法。（增加W2） a.加大电流ip,使 线左移； b.加大磁链幅值使 线上移； c.加大最大电感，使 线左转； d.减小最小电感，使 线右转。（效果不太明显） 第*页 6）能量效率 线性时磁能利用率小于50%，在磁通饱 和时可大于50%。 第*页 第三节 SRM调速控制的基本策略 1．SRM可实现的基本运行特性 三种控制方式下的电流波形 第*页 第一临界转速（称为基速）：在允许最高电源电压作用和允许最大磁链与最大电流条件下的临界转速：即电机能得到最大转矩的最高速度。 第二临界转速：转矩随转速的平方下降的临界速度，即为开始进入串励区的转速。 2．基本的控制方法 1)起动控制方法：一相电流斩波控制；二相电流斩波控制； 2)低速区（ ）的控制；采用上下限幅的斩波控制（CCC） 3)中高速区（ ）时的控制，采用固定θoff 调节θon 的角度位置控制（APC)。（这时电流可不做任何控制） 第*页 4)固定导通角的调压调速控制（固定θon、θoff调节电机的输 入电压） 5)变导通角的调压调速控制（变θon调节电机输入电压） 3、改进的基本控制方法 在基本控制方法中对于不同负载，控制方式切换时转速波动较大。例如从CCC方式进入APC方式，对于重负载，电流的斩波高，进入APC方式时电流变化较小，引起转速波动也较小。对于轻负载，电流斩波低，进入APC方式时电流变化较大，从而引起的转矩波动较大。 第*页 所以改进的基本控制方法如下图： 第二章结束 开关磁阻电动机的调速控制理论与设计 江苏大学 电气信息工程学院 第*页 第一章 第二章 第一节 开关磁阻电动机与运行原理 第一章 开关磁阻电动机调速系统的组成及发展 第*页 常见电机的典型结构 （6/4 极 三相； 8/6极 四相） 三相6/4 SRM 四相8/6 SRM 第*页 不同相数的开关磁阻电机 优点：结构简单、控制电路简单 缺点：转矩脉动大、不能在任意角度起动，因起动问题限制了其使用。 单相开关磁阻电机 第*页 两相开关磁阻电机 为克服起动问题，与单相开关磁阻电机相比，增加了阶梯式气隙，结构与控制电路相对比较简单，但是转矩脉动还是比较大。由于机械结构制约，只能单向运行。 第*页 三相和四相开关磁阻电机 三相开关磁阻电机 四相开关磁阻电机 第*页 电机的运行原理： 从简单的物理意义上看，由于电磁引力的存在，电机转子总是企图向磁阻最小的方向运行。 从电磁转矩上分析，某一磁极的磁通与电流的关系如右图所示。其关系曲线随位置变化而变化。 由于电流i建立的磁场能量： 第*页 磁能与磁共能 由电磁基本理论，其电磁转矩： 或磁共能： 对于某点： 第*页 电机转子转动时，相电感随位置角度的变化情况如下： 设磁阻最大处 产生电动转矩 产生负转矩或制动转矩 第*页 相绕组电感曲线 T=0 　　控制相绕组在不同位置下通电，就能获得不同大小和不同方向的转矩。 其他一些类型的SRM 外转子单相开关磁阻电机 第*页 三相6/8结构截面图 三相12/10结构截面图 a b c 根据电磁原理的主要特征与此相类同的电机： 1、步进电机，双凸极磁阻电机； 2、反应式同步电动机。 反应式同步电动机