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机电控制作业--开关磁阻电机

及matlab仿真

开关磁阻电机

一、概述

开关磁阻电动机结构简单、可靠性高、恒转矩、恒功率而且调速性能好(覆

盖功率范围10W～5MW的各种高、低速驱动调速系统)、价格便宜、鲁棒性好等

优点引起了各国电气传动界的广泛重视，由其构成的调速系统兼有直流传动和

普通交流传动的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的必威体育精装版一

代无级调速系统。这种新型调速系统使开关磁阻电机存在许多潜在的领域，在

各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用。

开关磁组电机调速系统之所以能在现代调速系统中异军突起，主要是因为

它卓越的系统性能，主要表现在：

(1)电动机结构简单、成本低、可用于高速运转。

(2)功率电路简单可靠。

(3)系统可靠性高。

(4)起动转矩大，起动电流低。典型产品的数据是：起动电流为额定电流

的15％时，获得起动转矩为100％的额定转矩；起动电流为额定电流

的30％时，起动转矩叮达其额定转矩的250％。

(5)适用于频繁起停及正反向转换运行。

(6)可控参数多，调速性能好。控制开关磁阻电动机的主要运行参数和常

用方法至少有四种：相导通角、相关断角、相电流幅值、相绕组电

压。

(7)效率高，损耗小。以3kwSRD为例，其系统效率在很宽范围内都是

在87％

以上，这是其它一些调速系统不容易达到的。

(8)可通过机和电的统一协调设计满足各种特殊使用要求。

二、开关磁阻电动机的结构

AS1

B

D’V

C’C

B’V

D

S2

A’

图1-1开关磁阻电机结构图

典型的三相开关磁阻电动机的结构如图1-1所示。其定子和转子均为凸极结

构，图示电机的定子有8个极，转子有6个极。定子极上套有集中线圈，两个

空间位置相对的极上的线圈顺向串联构成一相绕组，图2-1中只画出了A相绕

组；转子由硅钢片叠压而成，转子上无绕组。该电机则称三相8/6极开关磁阻电

动机。在结构形式及工作原理上，开关磁阻电动机与大步距反应式步进电机并

无差别；但在控制方式上步进电机应归属于他控式变频，而开关磁阻电动机则

归属于自控式变频；在应用上步进电机都用作“控制电机”而开关磁阻电机则

是拖动用电机，因此电机设计时所追求的目标不同而使电机的设计参数不同。

与反应式步进电动机相似，开关磁阻电动机是双凸极可变磁阻电动机。图

1-1给出了以8/6极开关磁阻电机为例的结构原理图，图中仅给出了一相的绕组

及外围功率开关电路，从这个结构原理图中可以清晰的看到，开关磁阻电动机

是双凸极结构，其转子上没有任何形式的绕组，也无永磁体，而定子上只有简

单的集中绕组，其中径向相对的两个绕组构成一相。电动机每一相中流过的电

流是由外围功率开关电路中的开关根据转子位置的变化，进行相应的通断而获

得的。

图1-1中给出的开关磁阻电动机是四相的，通常情况下开关磁阻电动机可以

设计成多种不同相数的结构，如两相、三相、四相或更多相，当相数增加时其

结构将变得更复杂，相应的外围电路所使用的器件也相应增加。开关磁阻电动

机极数的设计也有多种形式，但是定、转子极数和相数要遵循一定的关系。即

定子极数应为相数的2倍或2的整数倍；而转子极数应不等于定子极数且一般

[2]

转子极数少于