年5 月摘要开关型磁阻电动机驱动系统(Switched Reluctance Drive，简称SRD电动机)。
是20世纪80年代迅猛发展起来一种新型调速电机驱动系统。
它是由功率变换电路、双凸极磁阻电机、控制器及位置检测器构成。
它构造极其简朴，调速范畴宽，调速性能优秀，并且在整个调速范畴内都具备较高效率，系统可靠性高，是各国研究和开发热点之一。
本文简介了开关磁阻电机发展历史,应用领域以及它长处；对三相6/4构造开关磁阻电机与四相8/6构造开关磁阻电机进行了比较；对开关磁阻电机电磁设计与参数优化进行了分析与研究，简朴简介了ANSYS软件在开关磁阻电机电磁分析中应用；提出8/6构造开关磁阻电机一种设计方案；并对开关磁阻电机磁通波形和电机损耗进行了分析。
核心词：开关磁阻电机，磁场，电磁设计，参数优化ABSTRACTThe switched reluctance drive (SRD) is a new-type drived-electromotor system which develops rapidly since 1980，and consists of power converter circuits、the doubly-salient reluctance motor、the controller and the examination of position. The structure of the SRD is simple. It has a wide range and excellent performance in speed. It also has a high efficiency and high reliability. So the SRD is one of the hot spots which is studied and designed all over the world.This thesie introduced the SRD development history，the application domain as well as its merit；comparison to the three-phase 6/4 structure SRD with four-phase 8/6 structure SRD overall performance. also analysis and research SRD electromagnetism design and parameter optimization，and introduced ANSYS software in SRD electromagnetism analysis application；Proposes 8/6 structure SRD one kind of design proposal；And analysis to the switched reluctance drive magnetic flux profile and the loss of machine.Keywords：switched reluctance motor，magnetic field，electromagn- etism design，parameter optimization目录第1章绪论 (1)1.1 开关磁阻电机发展历史 (1)1.2 开关磁阻电机工作原理及优越性简介 (1)1.3 开关磁阻电机应用 (2)1.3.1 电动车中应用 (2)1.3.2 纺织工业中应用 (3)1.3.3 焦炭工业中应用 (3)1.4开关磁阻电机发展趋势 (4)第2章分马力开关磁阻电机机理分析 (6)2.1 分马力开关磁阻电机平衡基本方程 (6)2.2 分马力开关磁阻电机线性模式分析 (8)2.3 SR电机运营特性分析 (11)第3章分马力开关磁阻电机电磁设计及参数优化 (17)3.1ANSYS软件在开关磁阻电机电磁分析中应用 (17)3.1.1 ANSYS软件简介 (17)3.1.2 ANSYS电磁场分析 (17)3.1.3 ANSYS详细分析办法 (17)3.1.4 应用实例 (18)3.1.5 ANSYS软件在电磁分析中应用前景 (19)3.2定、转子极弧拟定 (20)3.3 重要尺寸与电磁负荷关系 (21)3.4重要尺寸拟定 (22)3.5 其她参数拟定 (24)3.5.1 绕组端电压 (24)3.5.2 转子轭高 (26)3.5.3 转子轴径 (26)3.5.4 定子轭高 (26)3.5.5 定子槽深 (27)3.5.6 气隙 (27)3.6 分马力开关磁阻电机电磁设计实例 (27)3.7 电磁设计例小结 (33)3.8 优化设计 (33)3.8.1 目的函数 (33)3.8.2 优化变量 (34)3.9 SR与其她电机关于比较 (35)3.9.1 SR与步进电机驱动系统比较 (35)3.9.2 SR与异步电机变频调速比较 (36)第4章分马力开关磁阻电机磁通波形和损耗计算 (38)4.1 分马力开关磁阻电机磁通波形 (38)4.1.1 引言 (38)4.1.2 基本频率 (38)4.1.3 抱负线性模式下磁通波形 (39)4.2 分马力开关磁阻电机损耗计算 (42)4.2.1 引言 (42)4.2.2 铁心损耗计算 (42)4.2.3 其她损耗计算 (43)结论 (46)参照文献 (47)道谢 (48)附录1 英文资料原文 (49)附录2英文资料译文 (55)第1章绪论1.1 开关磁阻电机发展历史开关磁阻电机是80年代随着电力电子、微电脑和控制技术迅猛发展而发展起来一种新型调速驱动系统，具备构造简朴、运营可靠及效率高等突出特点，成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统强有力竞争者，引起各国学者和公司界广泛关注。
跨国电机公司Emerson电气公司还将开关磁阻电机视为其下世纪调速驱动系统新技术、经济增长点。
当前开关磁阻电机已广泛或开始应用于工业、航空业和家用电器等各个领域。
1970年，英国Leeds大学步进电机研究小组首创一种开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor，SRM）雏形，这是关于开关磁阻电机最早研究。
1972年，进一步对带半导体开关小功率电动机（10w～1kw）进行了研究。
到了1975年有了实质性进展，并始终发展到可觉得50kw电瓶汽车提供装置。
1980年在英国成立了开关磁阻电机驱动装置有限公司（SRD Ltd.），专门进行SRD系统研究、开发和设计。
1983年英国（SRD Ltd.）一方面推出了SRD系列产品，该产品命名为OULTON。
1984年TASC驱动系统公司也推出了她们产品。
此外SRD Ltd. 研制了一种合用于有轨电车驱动系统，到1986年已运营500km。
该产品浮现，在电气传动界引起不小反响。
在诸多性能指标上达到了出人意料高水平，整个系统综合性能价格指标达到或超过了工业中长期广泛应用某些变速传动系统。
从上世纪90年代国际会议上关于SRD系统文章来看，对SRD系统研究工作已经从论证它长处、开发应用阶段进入到设计理论、优化设计研究阶段。
对SR电机、控制器、功率变换器等运营理论、优化设计、构造形式等方面进行了更加进一步研究。
1.2 分马力开关磁阻电机工作原理与优越性简介开关磁阻电动机驱动系统（SRD）是较为复杂机电一体化装置，SRD运营需要在线实时检测反馈量普通有转子位置、速度及电流等，然后依照控制目的综合这些信息给出控制指令，实现运营控制及保护等功能。
转子位置检测环节是SRD重要构成某些，检测到转子位置信号是各相主开关器件正进行逻辑切换依照，也为速度控制环节提供了速度反馈信号。
开关磁阻电机具备再生能力，系统效率高。
对开关磁阻电机理论研究和实践证明，该系统具备许多明显长处。
电机构造简朴、结实，制造工艺简朴，成本低，可工作于极高转速；定子线圈嵌放容易，端部短而牢固，工作可靠，能合用于各种恶劣、高温甚至强振动环境；损耗重要产生在定子，电机易于冷却；转子无永磁体，可容许有较高温升；转矩方向与电流方向无关，从而可最大限度简化功率变换器，减少系统成本；功率变换器不会浮现直通故障，可靠性高；起动转矩大，低速性能好，无感应电动机在起动时所浮现冲击电流现象。
与当前广泛应用变频调速感应电动机相比，开关磁阻电机在成本、效率、调速性能、单位体积功率、可靠性、散热性等都具备明显优势或竞争力。
如果说第一代开关磁阻电机在小功率范畴效率比高效变频调速感应电动机低，第二代开关磁阻电机效率已全面超过了高效变频调速感应电动机。
更难得是，开关磁阻电机在辽阔速度和功率范畴内都能保持较高效率，这是变频调速感应电动机难以比拟。
感应电动机要获得与直流电机相近调速特性需采用复杂矢量控制系统，而开关磁阻电机通过调节开通角、关断角、电压和电流，可以得到不同负载规定机械特性，控制简朴、灵活，能容易地实现软启动和四象限运营，并且由于这是一种纯逻辑控制方式，很容易智能化，通过修改软件调节电机工作特性满足不同应用规定。
由于开关磁阻电机固有转矩波动，也许导致较大噪声和振动，事实上这种状况发生往往与电机设计和控制不合理有关，通过优化电机设计和控制方略，转矩波动和噪声完全可以得到有效抑制，对的结识到这一点对开关磁阻电机开发和应用是很重要。
SRD Ltd.公司开发伺服应用开关磁阻电机，转矩波动仅为0.05%。
近年研究最优励磁控制方略、两次换流控制方略、电机噪声根源、定子振动模态、定子固有频率计算等成果对减少电机噪声均有积极增进作用。
随着设计和制造水平提高，噪声必将进一步减少。
1.3分马力开关磁阻电机应用近年来，开关磁阻电机应用和发展获得了明显进步，已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域，功率范畴从10W到5MW，最大速度高达100000 r/min。
1.3.1电动车中应用开关磁阻电机最初应用领域就是电动车。
当前电动摩托车和电动自行车驱动电机重要有永磁无刷及永磁有刷两种，然而采用开关磁阻电机驱动有其独特优势。
当高能量密度和系统效率为核心指标时，开关磁阻电机变为首选对象。
SRD开关磁阻电机驱动系统电机构造紧凑牢固，适合于高速运营，并且驱动电路简朴成本低、性能可靠，在辽阔转速范畴内效率都比较高，并且可以以便地实现四象限控制。
这些特点使SRD开关磁阻电机驱动系统很适合电动车辆各种工况下运营，是电动车辆中极具备潜力机种。
SRD最大特点是转矩脉动大，噪声大；此外，相对永磁电机而言，功率密度和效率偏低；另一种缺陷是要使用位置传感器，增长了构造复杂性，减少了可靠性。