开关磁阻电动机调速系统课件.ppt

第十章开关磁阻电动机调速系统

系统的组成和工作原理?开关磁阻电动机调速系统，从功能部分上分，主要由磁阻式电动机、角位移传感器、功率电路和控制电路四部分组成，如图10-1所示。从样机和产品结构上看，每套系统通常由电动机和控制器两部分组成，其电动机部分包括角位移传感器，控制器部分包括功率电路和控制电路。图10-1系统框图

磁阻式电动机?开关磁阻电动机调速系统所用磁阻式电动机为定、转子双凸极结构，图10-2表示一台三相电动机的截面图，其定、转子均由硅钢片叠成，定子上有6个极，其上绕有集中绕组，圆周上相对的两个极的绕组相串联，共构成三相绕组。转子上有4个极，没有任何型式的绕组。图10-2三相双凸极电动机结构示意图

?（a）（b）（c）?图10-3三相轮流通电情况?（a）A相通电；（b）B相通电；（c）C相通电。

角位移传感器?要求角位移传感器具有输出信号较大、抗干扰能力强、位置精确度高、温度范围宽、环境适应能力强、耐振动、寿命长和安装定位方便的特点。可选用的角位移传感器的种类很多，如霍尔传感器、光电式传感器、接近开关式传感器、谐振式传感器和高频耦合式传感器等。

功率电路?功率电路的作用是将电源提供的能量经适当转换后提供给电动机。当采用交流电源供电时，功率电路包括整流电路和逆变电路；当采用直流电源供电时，功率电路仅包括逆变电路。

?图10-5三种逆变电路示意图

控制电路?控制电路的作用是根据使用者的操作要求和系统的实际工作情况对系统进行有关调节，使之满足预定运行工况。控制电路一般包括下列几个部分：?（1）操作电路?（2）调节器电路?（3）工作逻辑电路?（4）传感器电路?（5）保护电路?（6）信号输出电路?（7）状态显示电路

整体工作过程?控制电路接受起动命令信号，在检测系统状态一切正常的情况下，根据角位移传感器提供的电动机转子位置信号，按起动逻辑给出相应的输出信号。该信号控制功率电路向电动机组供电，使电动机转子开始转动。当转子转过一定角度时，控制电路根据角位移传感器信号的变化通过功率电路使电动机通过电相改变。当电动机转速达到一定值时，控制电路从起动逻辑转换为低速运行逻辑，或再从低速运行逻辑转换为高速运行逻辑。运行中，控制电路测试电动机运行中的转速或转矩等，并对其进行连续调节。当操作命令改变时，如停车、制动等，控制电路再次改变工作逻辑，通过功率电路使电动机实现操作要求。若运行中出现故障情况，如堵转、过载等，控制电路通过功率电路采取故障停车等保护措施，并通过显示电路报警。

系统的结构与性能特点?1.电动机结构简单、成本低、适用于高速?2.功率电路简单可靠?3.系统可靠性高?4.效率高，损耗小?5.高起动转矩，低起动电流?6.可控参数多，调整性能好?7.适用于频繁起动和正反向转换运行

开关磁阻电动机的结构与分类?电机的定、转子铁心均由硅钢片叠成。定、转子冲片上均冲有齿槽，构成双凸极结构。依定、转子片上齿槽的多少，形成不同极数的电机。为避免单边磁拉力，径向必须对称，故定子、转子极数应为偶数。除单相电机外，应使定子极（齿槽）数Z与转子极（齿槽）数Z不相等，但为提高电SR机出力，要尽量接近。对内转子电机，最常用的关系为?对内转子电机，最常用的关系为?

?每个定子极上套一个集中绕组。同样为避免单边磁拉力，圆周上相对的两个极上的线圈应属于同一相绕组。若每相绕组由p个极上的线圈相互串联（或并联）构成，则电动机的相数为（内转子）（外转子）??通常p取2，即每相绕组由圆周相对两个极上的线圈构成。P取4的也较常用。

单相开关磁阻电动机图10-9单相开关磁阻电动机基本电磁结构

?图10-10外转子单相开关磁阻电动机

两相开关磁阻电动机?图10-11两相4/2极结构截面图图10-12两相电机自起动能力分析

三相6/4极开关磁阻电动机?所示即为三相6/4电机。该电机转子极距角θr为90°。由于有三相绕组，故每相通电断电一次转子对应的转角α（称步距角）应p为30°，每转步数N（为12)。p

?任意极相数的开关磁阻电机当电动机以转速n（r/min）转动时，电动机绕组的总通断切换频率为每相绕组通断切换频率为

四相8/6极开关磁阻电动机

三相12/8极开关磁阻电动机

角位移传感器?角位移传感器的功能是正确提供转子位置的信息，这信息经逻辑处理后形成功率开关的触发信号。所以角位移传感器是开关磁阻调速电动机的关键部件和特征部件。角位移传感器有电磁式、光电式、磁敏式等多种类型。

?图10-17转子位置基本信号（四相8/6极结构）

开关磁阻电动机的转矩分析?一般转矩计算?当研究一相绕组通电所产生的转矩时，电动机的电磁结构可简化成图10-9所示基本结构。它由一个励磁线圈、固定铁心和一个