第3章 电驱动系统.ppt

电机的转子铁芯有四个齿极，由导磁良好的硅钢片冲制。 转子： 转子与定子直接有很小缝隙，转子可在定子内自由转动。 开关磁阻电机结构特点 双凸极结构 定子集中绕组 转子无绕组 转子无永磁体 由于定子与转子都有凸起的齿极，这种形式也称为双凸极结构。在定子齿极上绕有线圈（定子绕组），用来向电机提供工作磁场。在转子上没有线圈，这是磁阻电机的主要特点。 开关磁阻电动机的相数与结构 定子和转子齿槽数应为偶数。 定子和转子齿槽数不相等。 定子和转子齿槽数尽量接近。 相数与极数关系： Ns、Nr为定子、转子极数 k为1或者2 m为电动机的相数 开关磁阻电机常用方案 相数与转矩、性能关系： 相数越大，转矩脉动越小，但成本越高，故常用三相、四相，还有学者在研究两相、单相SRM。 相数 3 4 5 6 7 8 9 定子极数 6 8 10 12 14 16 18 转子极数 4 6 8 10 12 14 16 步进角(度) 30 15 9 6 4.28 3.21 2.5 常用开关磁阻电机方案结构 两相 4/2结构 三相 6/4结构 四相 8/6结构 六相 12/10结构 通常是用通电导线在磁场中受力来解释电动机旋转的道理，磁阻电机转子上没有绕组，那是靠什么力推动转子转动呢？ 磁阻电动机是利用磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用磁引力拉动转子旋转。 定子六个齿极上绕有线圈，径向相对的两个线圈是连接在一起的，组成一“相”，该电机有3相，结合定子与转子的极数就称该电机为三相6 / 4结构。在下图标注的A、B、C相线圈仅为后面分析磁路带来方便，并不是连接三相交流电。 运行原理：磁阻最小原理 磁路的概念 磁路：磁通所通过的路径。 电路：电流所通过的路径。 对偶 直流磁路 交流磁路 电阻 电动势 电流 磁阻 磁动势 磁通 主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得多，所以绝大部分磁通将在铁心内通过,这部分磁通称为主磁通。 主磁路：主磁通所通过的路径 变压器的磁路 电机的磁路 磁路的概念 红色的线圈——通电线圈 黄色的线圈——无电流通过 深蓝色线——磁力线； 把转子启动前的转角定为0度。 A A B C B C A A B C B C A A B C B C 已切断A相电源，接通B相电源 A A B C B C A A B C B C A A B C B C 由于是运用了利用磁阻最小原理，故称为磁阻电动机，又由于线圈电流通断、磁通状态直接受开关控制，故称为开关磁阻电动机。 功率变换器是直流电源和开关磁阻电动机的接口，起着将电能分配到SRM绕组中的作用，同时接受控制器的控制。 由于SRM遵循“最小磁阻原理”工作，因此只需要单极性供电的功率变换器。功率变换器应能迅速从电源接受电能，又能迅速向电源回馈能量。 开关磁阻电动机功率变换器 对功率变换器主电路的要求 （1）较少数量的主开关元件； （2）可将全部电源电压加给电动机相绕组； （3）主开关器件的压降小； （4）具备迅速增加相绕组电流的能力； （5）能将能量回馈给电源。 4.16 开关磁阻电动机功率变换器 标准半桥式变换器 4.16 开关磁阻电动机功率变换器 标准半桥式变换器主电路 以一相绕组为例，标准变换器的运行模式 + U S - VD 1 VD 2 VT 1 VT 2 两个开关VT1和VT2被导通。 路径：Us正端—VT1—1相绕组—VT2—Us负端 以一相绕组为例，标准变换器的运行模式 + U S - VD 1 VD 2 VT 1 VT 2 VT1—关断 VT2—导通。 路径： 1相绕组—VT2—VD2 以一相绕组为例，标准变换器的运行模式 + U S - VD 1 VD 2 VT 1 VT 2 VT1—关断 VT2—关断。 路径： 1相绕组—VD1—Us正端—Us负端—VD2—1相绕组 开关磁阻电动机的特点 1)电动机结构简单、成本低、适用于高速 SR电机转子上没有任何形式的绕组、永磁体、滑环等，定子上只有简单的集中绕组，绕组端部较短，没有相间跨接线，因此SR电机的结构比鼠笼式感应电动机还要简单。 2)功率电路简单可靠 因为电动