第3章磁阻电机报告.ppt

* 控制电机 讲课内容：开关磁阻电动机 课程：控制电机 2013.05.15 2.1 SRD传动系统 2.1.1 SRD传动系统的组成 * 一、SR电动机定、转子实际结构 * 双凸极结构 磁阻电机的定子铁芯有六个齿极，转子铁芯有四个齿极，都是由导磁良好的硅钢片冲制后叠成，见下图。 SR电机结构与原理 SR电机结构与原理 结构特点： 1、双凸极结构 2、定子集中绕阻、绕组为单方向通电 3、转子无绕阻 * 二、 开关磁阻电动机的相数与结构 相数与级数关系： 1、为了避免单边磁拉力，径向必须对称，所以双凸极的定子和转子齿槽数应为偶数。 2、定子和转子齿槽数不相等，但应尽量接近。因为当定子和转子齿槽数相近时，就可能加大定子相绕组电感随转角的平均变化率，这是提高电机出力的重要因素。 * SR电动机常用的相数与极数组合 * 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 SR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，还有人在研究两相、单相SRM 低于三相的SRM 没有自起动能力 * 外转子单相SR电动机 * 利用永磁体辅助起动的单相SR电动机 * （1） 2-phase 4 stator pole/2 rotor pole （2） 4-phase 8 stator pole/6 rotor pole （3） 3-phase 6 stator pole/4 rotor pole （4） 5-phase 10 stator pole/8 rotor pole * A-A’ 通电 ? 1-1‘ 与A-A’重合 B-B’ 通电 ? 2-2‘ 与B-B’重合 C-C’ 通电 ? 3-3‘ 与C-C’重合 D-D’ 通电 ? 1-1‘ 与D-D’重合 依次给A-B-C-D绕组通电，转子逆励磁顺序方向连续旋转。 * 2.1.2 运行原理：磁阻最小原理 磁通总要沿着磁阻最小路径闭合，一定形状的铁心在移动到最小磁阻位置时，必定使自己的轴线与主磁场的轴线重合。 m相SR电动机参数运算： 当定子齿极数为Ns,转子齿极数为Nr，则转子极距角 为： 定子每通电、断电一次转子对应的转角 称为步距角为 ： * 绕组通电频率与转速的关系 SRM电动机每一转绕组通断次数Np(即每转步数）为： 当SRM电动机以转速n（ r/min）转动时，SRM电动机总的切换频率为： 每相绕组的通电频率为 ： * 1、依次给A-B-C-A绕组通电，转子逆励磁顺序方向连续旋转。改变绕组导通顺序，就可改变电机的转向 2、通电一周期，转过一个转子极距tr=360/Nr 3、步距角 qb=tr/m=360/(mNr) 4、转矩方向与电流无关,但转矩存在脉动。 5、需要根据定、转子相对位置投励。不能像普通异步电机一样直接投入电网运行，需要与控制器一同使用。 结 论： * 2.1.3 SRD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 各相独立工作 4) 高起动转矩 5)适用于频繁起停及正反向转运行 6)可控参数多，调速性能好 效率高，损耗小 8) 可通过机电的统一协调设计满足特殊使用要求 。 9) 缺点： 转矩脉动、振动、噪声 但可通过特殊设计克服 2.1.4 SRD性能比较 7.5 kW 、1500 r/min几种调速系统性能比较 * 2.2 SR电机基本方程与性能分析 不计磁滞、涡流及绕组间互感时，m相SR电机系统示意图 J—转子与负载的转动惯量 D—粘性摩擦系数 TL—负载转矩 * 2.2.1 SR电机的基本方程1.电压方程 第k相绕组的相电压平衡方程: —第k相绕组的端电压； —第k相绕组的电流； —第k相绕组的电阻； —第k相绕组的磁链。 * 2.磁链方程