开关磁阻电动机
q=0o开关磁阻电动机
q =q2位置 转子磁极前沿与定子磁极前沿相遇位置
stator rotor
q2开关磁阻电动机
q = q3位置 转子磁极前沿与定子磁极前沿重合位置
stator rotor
q 开关磁阻电动机 3
q =q4位置 转子凹槽前沿与定子磁极后沿重合位置
stator rotor
开关磁阻电动机
机械方程：
Te Jdd2q2t DddqtTL
开关磁阻电动机
电磁转矩：
SR电机的瞬时电磁转矩Te可由磁共能Wc导出：
Te
Wc(i,q) q
磁共能的表达式为：
Wc i(i,q)di 0
SR电机的平均电磁转矩Tav
-i
Tavm 2rN02/NrTe(i,q)dq
开关磁阻电动机
7-2-2 简化线性模型
开关磁阻电动机
SR电机常用方案
相数
34567
89
定子极数 6 8 10 12 14 16 18
转子极数 4 6 8 10 12 14 16
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
步进角(度) 30 15 9 6 4.28 3.21 2.5
相数与转矩、性能关系：
相数越多，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
依次给A-B-C-D绕组通电，转 子逆励磁顺序方向连续旋开转关磁阻电动机
12/8 极三相开关磁阻电动机
开关磁阻电动机
结论：
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。
低于三相的SRM开关没磁阻有电动机自起动能力
SRD特点：
1)电动机结构简单、成本低、适用于高 速, 开关磁阻电动机的结构比通常认为 最简单的鼠笼式感应电动机还要简单。
2)功率电路简单可靠 因为电动机转矩方 向与绕组电流方向无关，即只需单方 向绕组电流，故功率电路可以做到每 相一个功率开关。
开关磁阻电动机
q4
q =q5位置 转子凹槽前沿与定子磁极前沿相遇位置
stator rotor
q5
开关磁阻电动机
q1 0 q2 q3 q0 q4 q5
第七章 开关磁阻电动机
7-1 SRM 结构与基本原理 7-2 SRM 的简单分析及控制策略 7-3 SRD 功率变换器基础 7-4 SRD 位置传感器 7-5 SRD 控制器简介 7-6 SRD 研究概况
开关磁阻电动机
7-1 SR电机结构与原理
结构特点：
1、双凸极结构 2、定子集中绕 组、绕组为单 方向通电 3、转子无绕组
开关磁阻电动机
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
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
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。
开关磁阻电动机
SR电机调速系统的构成
控制器——调速系统的中枢 位 馈1功电功电S根R到置率 流率源电据控检变检变供机转制测换测换电：子电：器 ：器。实位路确开 斩：S现置R定，关 波向机电信定决控电电机号定、制机能的确对转、提量功定子应过供转率导相相流所换变通对绕保需，换相位组护电可器，置的能以不给，通，为仅出然断由单简触后。蓄相单发将电、，信位池两且号置或相是，信整、与控号流三相制反 2绕相比阻、较串四给联相定的，与，…反可…馈以. 信防号止(短I,n路)，；采可取以一选定择的具控有制最方少式开，关调 节器转件矩的、电转路速，降低成本。开关磁阻电动机
J—转子与负载的转动惯量
D—粘性摩擦系数
TL—负载转矩
开关磁阻电动机
电路方程
第k相绕组的相电压平衡方程:
开关磁阻电动机
电路方程
所以：
Uk
Rkik
k ik
dik dt
k
q
dq
dt
Rkik
Lk
ik
Lk ik
ddikt ik
Lk
q
dq
dt
电阻压降
变压器电动势
运动电动势 (转子位置改变)
开关磁阻电动机
SRD特点：
3)各相独立工作，可构成极高可靠性系统
从电动机的电磁结构上看，各相绕组和磁路 相互独立，各自在一定轴角范围内产生电磁 转矩。而不像在一般电动机中必须在各相绕 组和磁路共同作用下产生一个圆形旋转磁场，
电动机才能正常运转。
4)高起动转矩，低起动电流 控制器从电源
侧吸收较少的电流，在电机侧得到较大的起 动转矩是本系统的一大特点。
SR电机极数与相数的限制：
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Zs 和Zr 应为偶数。 2、Zs≠Zr，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。
常用极数关系：Zs=Zr+2
相数关系：m=Zs/2
（SR:0.4IN,1.4TN IM:6-7IN,2-3TN）
开关磁阻电动机
SRD特点：
5)适用于频繁起停及正反向转运行 SRD 系统具有的高起动转矩，低起动电流 的特点，使之在起动过程中电流冲击 小，电动机和控制器发热较连续额定 运行时还小。
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:相开通角,相关断角, 相电 流幅值,相绕组电压。
开关磁阻电动机
SRD特点：
7)效率高，损耗小 SRD系统是一种 非常高效的调速系统。
8)可通过机和电的统一协调设计满 足各种特殊使用要求 。
9)缺点：转矩脉动、振动、噪声 但 可通过特殊设计克服
开关磁阻电动机
7-2 SRM 的分析及其控制策略
开关磁阻电动机
7-2-1 SR电机基本方程
不计磁滞、涡流及绕组间互感时，m相SR电 机系统示意图
线性模型：不计磁路饱和，假定绕组电感与电流无关， 此时电感只与转子位置有关
SR电机相电感随转子位置变化
q1 0
q2
q3
q q 开关磁阻电动机
04
q5
q = q1位置 转子凹槽前沿与定子磁极前沿相遇位置
stator rotor
q1
开关磁阻电动机
q=0o位置 定子磁极轴线与转子凹槽中心重合
stator rotor
