大道至简 开关磁阻电机及其控制技术

大道至简开关磁阻电机及其控制技术

引言:

开关磁阻电机是一种新型的电机类型,其特点是结构简单、容量大、效率高、噪音低等。本文将对开关磁阻电机及其控制技术进行详细介绍,以探讨其在工业应用中的潜力与价值。

一、开关磁阻电机的基本原理

开关磁阻电机是利用磁阻的变化来实现电机运动的一种电机类型。它通过改变电路中的磁阻,使得电流能够流过不同的磁路,从而产生转动力矩。与传统的电机相比,开关磁阻电机的转子结构更加简洁,只需要一个铁芯和若干个磁阻元件即可完成。

二、开关磁阻电机的控制技术

1. 磁阻控制技术:通过改变电路中的磁阻元件的电阻值,可以控制电机的转速和转矩。这种控制方式简单可靠,适用于对电机性能要求不高的场合。但是,由于磁阻元件的电阻值变化范围有限,所以其控制范围有一定的限制。

2. 电流控制技术:通过控制电机的电流大小和方向来实现对电机的控制。这种控制方式可以实现对电机的精确控制,但是需要较为复杂的电路和控制算法。

3. 频率控制技术:通过改变电机驱动电源的频率,可以控制电机的转速和转矩。这种控制方式适用于对电机转速要求较高的场合,但

需要专门的频率变换器来实现。

三、开关磁阻电机的应用领域

开关磁阻电机由于其结构简单、容量大、效率高等优点,在工业应用中具有广泛的应用前景。以下是几个典型的应用领域:

1. 工业生产线:开关磁阻电机可以用于驱动各种生产线上的转动设备,如输送带、机械臂等,实现自动化生产。

2. 风力发电:开关磁阻电机可以用于风力发电机组中,将风能转化为电能,实现可再生能源的利用。

3. 电动汽车:开关磁阻电机由于其高效率和高转矩特性,可以作为电动汽车的驱动电机,提高电动汽车的性能和续航里程。

4. 家用电器:开关磁阻电机可以用于家用电器中的马达,如洗衣机、电饭煲等,提高家电的效率和使用寿命。

四、开关磁阻电机的发展趋势

开关磁阻电机作为一种新型的电机类型,其在工业应用中的潜力巨大。随着科技的不断进步和应用需求的不断增加,开关磁阻电机的发展趋势主要体现在以下几个方面:

1. 结构优化:通过改进电机的结构和材料,提高电机的效率和性能,实现更加高效的能量转换。

2. 控制算法改进:研究和开发更加先进的电机控制算法,实现对电机转速、转矩等性能的更加精确控制。

3. 整合应用:将开关磁阻电机与其他先进技术相结合,如人工智能、物联网等,实现电机的智能化控制和远程监测。

结语:

开关磁阻电机作为一种新型的电机类型,在工业应用中具有广阔的前景。通过不断的技术创新和应用研究,开关磁阻电机的性能和控制技术将进一步提高,为工业自动化和能源领域的发展做出更大的贡献。

对永磁无刷直流电机和开关磁阻电机的理解

对永磁无刷直流电机和开关磁阻电机的理解 一、永磁无刷直流电动机 (1)、简介 直流电动机虽然起动和调速性能好,堵转转矩大,但是直流电动机具有电刷和换向器组成的机械换向装置,其间的滑动接触严重影响了电机的精度和可靠性,缩短电机寿命,需要经常维,产生的火花会引起无线电干扰,并且电刷换向装置又使直流电机变得结构复杂,工作噪声大。在微电子技术、电力电子技术和电机控制技术日趋成熟的基础上,人们应用高性能永磁材料创造出了无接触式换向的直流电机,我们称之为永磁无刷直流电机。 (2)、基本结构 永磁无刷直流电动机主要由永磁电动机本体、转子位置传感器和功率电子开关三部分组成。直流电源通过电子开关向电动机定子绕组供电,由位置传感器检测电动机转子位置并发出电信号去控制功率电子开关的导通和关断,使电动机转动。 (3)、工作原理 以下举一相导通星形三相三状态的例子说明。 一相导通星形三相三状态永磁无刷直流电动机三只光电位置传感器H1、H2、H3在空间对称均布,遮光圆盘与电机转子同轴安装,调整圆盘缺口与转子磁极的相对位置使缺口边沿位置与转子磁极的空间位置相对应。缺口位置使光电传感器H1受光而输出高电平,功率开关管VT1导通,电流流入A相绕组,形成位于A相绕组轴线上的电枢磁动势Fa,Fa顺时针方向超前于转子磁动势Ff150°电角度。Fa与Ff相互作用拖动转子顺时针旋转,当转子转过120°电角度时,与转子同轴安装的圆盘转到使光电传感器H2受光、H1遮光,功率开关管VT1关断、VT2导通,A相绕组断开,电流流入B相绕组,电流换相。电枢磁动势变为Fb,Fb在顺时针方向继续领先转子磁势Ff150°电角度,两者相互作用,又驱动转子顺时针方向旋转。当转子磁极转到240°时,电枢电流从B相换流到C相,产生的电磁转矩继续使电机转子旋转,直至重新回到起始位置,完成一个循环。 (4)、控制方法 永磁无刷直流电动机的控制方法,按有无转子位置传感器,可分为有位置传感器控制和无位置传感器控制。 有位置传感器控制:转子位置传感器产生的转子位置信号,被送至转子位置译码电路,经放大和逻辑变换形成正确的换向顺序信号,去触发导通相应功率开关元件,使之按一定顺序接通或关断绕组,确保电枢产生的步进磁场和转子永磁磁场保持平均的垂直关系,以利于产生最大转矩。换向信号逻辑变换电路则可在控制指令的干预下,根据现行运行状态和对正转、反转,电动、制动,高速、低速等要求实现换相信号分配,导通相应的功率电子开关器件,产生出相应大小和方向的转矩,实现电机的运行控制。保护电路实现电流控制、过电流保护、欠电压保护和过热保护等。 无位置传感器控制:无位置传感器控制方法是指电机无机械式位置传感器,就是不在无刷直流电动机的定子上直接安装位置传感器来检测转子位置。永磁无刷直流电机无位置传感器控制的关键是设计一转子位置信号检测电路,从硬件和软件两个方面来间接获取可靠的转子位置信号。检测得到转子位置信号后电机的控制方法和上述的有位置传感器控制相同。目前大多是利用定子电压、电流等容易获取的物理量进行转子位置的估算,以获取转子位置信号。 二、开关磁阻电机 (1)、简介 开关磁阻电机是一种新型调速电机,是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最

开关磁阻电机控制系统

开关磁阻电机控制系统 摘要:开关磁阻电机(SRM)是一种新型调速电机,是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代调速系统。它的结构简单坚固,调速范围宽,系统可靠性高,可以进一步提升系统的安全稳定性。 关键词:驱动系统;电动机;开关磁阻电机 1引言 开关磁阻电机是SRD系统中实现能量转换的部件,也是SRD系统有别于其他电动机驱动系统的主要标志。与反应式步进电机相似,SR电机系双凸极源可变磁阻电动机,其定,转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成,且定,转子极数不同。定子上装有简单的集中绕组,转子只由叠片构成,没有绕组和永磁体。功率变换器向SR 电机提供运转所需的能量,由蓄电池和交流电整流后得到知的直流电供电。控制器是系统的中枢。它综合处理速度指令,速度反馈信号及电流传感器,位置传感器的反馈信息,控制功率变换器中道主开关器件的工作状态。 2电动机的种类区分 如今最常使用的电动机分别有一下四类 (1)直流电动机 直流电动机的成本低廉、电路简单、易于实现平滑调速,同时有着良好的四象限运行能力,满足用于电动汽车的部分需求。

然而传统直流电机存在机械换向器和电刷,运行中会产生电火花和电磁辐射,从而干扰到车辆的电子控制系统,不利于车联网体系的建立。除此之外,机械换 向器有着极为复杂的结构,难以简单制造且使车速到达高速。 (2)交流感应电机 交流感应电机一般采用六用鼠笼型的结构,对比与其他电机,三相鼠笼型电 动机成本较低,运行效率高,拥有良好的可靠性的同时便于维修的优点,而且体 积小。通过一定的控制策略,,交流感应电机也可以实现类似于直流电机的良好 调速特性。但与此同时,交流感应电机用电量大,在使用过程中发热严重,调 速性能不佳,控制系统复杂且需要一定的成本。 (3)无刷永磁电机 永磁电机是一种高性能新兴电机。永磁无刷直流电机结构中不含换向器和电刷,这样一来永磁电机一方面继承了直流电机优秀的调速性能又避免了机械换向 器和电刷带来的负面影响。相较于此前介绍的几种电机,永磁电机有更高的功率 和转矩,极限转速高、制动性能好。散热性能更好。加之永磁电机也具有优异的 四象限运行能力,使得永磁电机作为较晚出现的电动车用电机却后来者居上,近 些年来表现出越来越迅猛的发展势头。然而,在应用反面永磁电机有几个不可回 避的缺点。其一,永磁材料受温度影响大,在大电流负载时,温度的上升会导致 永磁材料性能下降。其二、受限于转子磁轭与定子之间安装的机械强度,永磁电 机难以承受高速运行状态。其三、稀土永磁体的价格昂贵,导致永磁电机的制造 成本上升。其四、大型稀土永磁体会吸引周围飞散的金属碎屑,对电极稳定运行 不利。其五、受限于自身的结构及材料特点,永磁电机难以获得高于基速两倍及 以上的转速。这些问题在实际应用中限制了永磁电机的适用范围。 (4)开关磁阻电机 开关磁阻电机(SRM)是一种双凸极变磁阻电机,转子不含永磁体而是由硅 钢片叠压而成。从结构上来看对比与其他电机,开关磁阻电机相对较为稳定,并 且在转速、转矩方面的调速范围更广,并且在可靠性已经稳定方面,开关磁阻电

开关磁阻电机的原理及其控制系统

开关磁阻电机的原理及其控制系统 开关磁阻电机80年代初随着电力电子、微电脑和控制理论的迅速发展而发展起来的一种新型调速驱动系统。具有结构简单、运行可靠、成本低、效率高等突出优点,目前已成为交流电机调速系统、直流电机调速系统、无刷直流电机调速系统的强有力的竞争者。 一、开关磁阻电机的工作原理 开关磁阻电机的工作原理遵循磁磁阻最小原理,即磁通总是要沿着磁阻最小路径闭合。因此,它的结构原则是转子旋转时磁路的磁阻要有尽可能大的变化。所以开关磁阻电动机采用凸极定子和凸极转子的双凸极结构,并且定转子极数不同。 开关磁阻电机的定子和转子都是凸极式齿槽结构。定、转子铁芯均由硅钢片冲成一定形状的齿槽,然后叠压而成,其定、转子冲片的结构如图1所示。

图1:开关磁阻电机定、转子结构图 图1所示为12/8极三相开关磁阻电动机,S1. S2是电子开关,VD1, VD2是二极管,是直流电源。 电机定子和转子呈凸极形状,极数互不相等,转子由叠片构成,定子绕组可根据需要采用串联、并联或串并联结合的形式在相应的极上得到径向磁场,转子带有位置检测器以提供转子位置信号,使定子绕组按一定的顺序通断,保持电机的连续运行。电机磁阻随着转子磁极与定子磁极的中心线对准或错开而变化,因 为电感与磁阻成反比,当转子磁极在定子磁极中心线位置时,相绕组电感最大,

当转子极间中心线对准定子磁极中心线时,相绕组电感最小。 当定子A相磁极轴线OA与转子磁极轴线O1不重合时,开关S1, S2合上,A相绕组通电,电动机内建立起以OA为轴线的径向磁场,磁通通过定子扼、定子极、气隙、转子极、转子扼等处闭合。通过气隙的磁力线是弯曲的,此时磁路的磁导小于定、转子磁极轴线重合时的磁导,因此,转子将受到气隙中弯曲磁力线的切向磁拉力产生的转矩的作用,使转子逆时针方向转动,转子磁极的轴线O1向定子A相磁极轴线OA趋近。当OA和O1轴线重合时,转子己达到平衡位置,即当A相定、转子极对极时,切向磁拉力消失。此时打开A相开关S1, S2,合上B相开关,即在A相断电的同时B相通电,建立以B相定子磁极为轴线的磁场,电动机内磁场沿顺时针方向转过300,转子在磁场磁拉力的作用下继续沿着逆时针方向转过15,。依此类推,定子绕组A-B-C三相轮流通电一次,转子逆时针转动了一个转子极距Tr(T.=2π/N,),对于三相12/8极开关磁阻电机,45,定子磁极产生的磁场轴线则顺时针移动了3×30'=90'空间角。可T=3600/8=o 见,连续不断地按A-B-C-A的顺序分别给定子各相绕组通电,电动机内磁场轴线沿A-B-C-A的方向不断移动,转子沿A-C-B-A的方向逆时针旋转。如果按 A-C-B-A的顺序给定子各相绕组轮流通电,则磁场沿着A-C-B-A的方向转动,转子则沿着与之相反的A-B-C-A方向顺时针旋转。 二、开关磁阻电机的控制原理 传统的PID控制一方面参数的整定没有实现自动化,另一方面这种控制必须精确地确定对象模型。而开关磁阻电动机( SRM) 得不到精确的数学模型, 控制参数变化和非线性, 使得固定参数的PID 控制不能使开关磁阻电动机控制系统在各种工况下保持设计时的性能指标。

开关磁阻电动机工作原理和结构特点分析

开关磁阻电动机的结构和工作原理 开关磁阻电动机( switched reluctance motor,SRM),又称可变磁阻电动机(variable reluctance motor),是磁阻式电动机和开关电源组成的机电一体化的新型电动机。 开关磁阻电动机的结构和工作原理与传统的交、直流电动机有着很大的差别,在结构上,开关磁阻电动机的定子、转子均为凸极式,由硅钢片叠压而成,但定子、转子的极数不相等,一般相差2个。 在图中,定子为8个极,其上装有集中绕组,径向相对极的绕组串联,组成4个独立的四相绕组。转子上有6个齿,其上不装绕组。工作时,由开关电源向四相绕组供电。 开关磁阻电动机是依靠磁阻效应运行的,其运行原理遵循“磁阻最小原理”,即磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合,在磁场中,一定形状铁芯的主轴线有向与磁场轴线重合位置运动的趋势。利用这种趋势,开关磁阻电机以定子凸极产生磁场,转子铁芯凸极形成均匀分布的多个主轴线,只要控制定子各相顺序产生磁场,转子就总具有转向磁阻最小位置的趋势,从而产生维持电机运转的连续转矩。 如图所示的四相8/6极开关磁阻驱动电机为例,图中仅画出了定子其中的A相绕组。当B相绕组受到激励时,为减小磁路的磁阻,转子顺时针旋转,直到转子极2与定子极B 相对,此时磁路的磁阻最小(电感最大)。如果切断绕组B的激励,给绕组A施加激励,磁阻转矩使转子极l与定子极A相对。转矩方向一般指向最近的一对磁极相对的位置。因此,根据转子位置传感器的反馈信号,各相绕组按B-A-D-C的顺序导通,使转子沿顺时针方向连续旋转;反之,若按D-A-B-C的顺序导通,则电机会按逆时针方向连续旋转。通过控制加到电机绕组中电流脉冲的幅值、宽度及其与转子的相对位置,即可控制开关磁阻电动机转矩的大小与方向。 开关磁阻电动机的分类和特点 (1)分类 径向相对的两个绕组串联构成一个两极磁体,成为“一相”。根据定转子极数的不同,有多种电机结构,最常用的是三相6/4结构和四相8/6结构,如图所示。 开关磁阻电动机的气隙磁场有三类形式:径向磁场、轴向磁场和混合磁场。 (2)特点 开关磁阻电动机是一种新型电动机,该系统具有很多明显的特点。 ①结构简单开关磁阻电动机结构比其他电动机都要简单,相对于有刷直流电动机,其在电机的转子上没有滑环、绕组;相对于永磁无刷直流电动机和感应同步电动机,其转子上不需要安装永磁体;开关磁阻电动机只是在定子上有简单的集中绕组,绕组的端部较短,没有相间跨接线;开关磁阻电动机的定子和转子均采用凸极结构,定子和转子都是由硅钢片叠片组成;电动机结构简单、坚固,工作可靠,可适应高速、高温及强震动环境。 ②运行效率高开关磁阻电动机的转子不存在励磁及转差损耗,功率变换器元器件少,相应的损耗也小,在较宽的转速范围和较宽的转矩范围内效率可以达到85%-93%。 ③启动和低速性能好开关磁阻电动机启动转矩大,启动电流小,没有启动冲击电流;低速时可以提供很大的转矩;开关磁阻电动机调速系统启动转矩达到额定转矩的150%时,启动电流仅为额定电流的30%。 电动汽车价格https://www.360docs.net/doc/6819003467.html, ④调速性能好调速范围宽广,可控参数多,可控参数有主开关开通角、主开关关断角、相电流幅值、直流电源电压;控制灵活,可实现多种控制方式联合运用;开关磁阻电动机可以四象限运行,容易实现正转,反转和电动、制动等。 ⑤可靠性高开关磁阻电动机结构简单坚固,各相电路独立工作,当某一相线圈发生故障时,只需停止该相线圈工作,电动机仍然可以继续运转。

开关磁阻电机低速转矩脉动的改善方法

开关磁阻电机低速转矩脉动的改善 方法

目录 1.1 开关磁阻电机概述 (2) 1.2开关磁阻电机低速转矩脉动的消除 (4) 1.2.1实施相电流斩波控制策略,消减开关磁阻电动机输出转矩脉动 (4) 1.2.2 微步驱动控制 (4) 1.2.3 低速电流斩波控制,高速电压斩波控制 (5)

1.1 开关磁阻电机概述 开关磁阻电机系统(Switched Reluctance Drive,简称SRD)由开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,简称SR电动机),功率变换器,控制器和检测器四个部分组成,是20世纪80年代迅速发展起来的一种新型电动机调速系统。开关磁阻电动机具有可控参数多,损耗小,效率高,起动电流小,起动转矩大等优点;开关磁阻电动机的结构简单坚固,调速范围宽,调速性能优异,可以与直流电动机媲美,而且在整个调速范围内都具有较高的效率,系统的可靠性高。因此,开关磁阻电动机在电气传动领域获得了广泛的应用。 SR电动机采用凸极定子和凸极转子的双凸极结构,转子上没有绕组,也没有永磁体,仅由硅钢片叠成,定子上仅有简单的集中绕组。SR电动机运行原理遵循“磁阻最小原理”,即磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合。所以当铁芯与磁场的轴线不重合时,便会有作用力将铁芯拉到磁场的轴线上来,这个作用力就是磁阻电动机运行的原动力。 下图所示为一三相SR电动机(图中仅画出A相绕组及其供电电路)。当定子A-A’极受到励磁时,转子受到的磁力就会力图使转子1-1’的轴线与定子极轴线A-A’重合,并使A相励磁绕组的电感最大。SR 电动机的旋转方向与相绕组中的电流方向无关,它仅取决于各相绕组的通电顺序。可见SR电动机调速系统需要准确检测转子位置,从而

开关磁阻电机结构

开关磁阻电机结构 开关磁阻电机,又称为磁阻电动机,是一种新型驱动技术,该技术无需通电即可启动电机。它具有结构简单、可靠性高、效率高、适应性强等优点,被广泛应用于家电、机床、交通等领域。下面将详细介绍开关磁阻电机的结构。 1. 基本结构 开关磁阻电机由转子、定子、机壳、定位部件和速度传感器组成。其中转子和定子之间没有电气连接,靠磁阻力实现转矩传递。转子由铁心、磁性材料和通电绕组组成。定子由铁心、固定绕组和控制绕组组成。机壳由铝合金材料制成,定位部件用于定位转子与定子之间的间隙,速度传感器用于检测电机转速和转向。 2. 转子结构 转子一般采用圆盘形磁阻材料制成,其材料一般选择磁阻率高、居里温度高的材料。转子的铁心结构分为单层和双层铁心结构。单层结构铁心上有一层铁片组成,双层结构则在单层结构的基础上增加了一层环形铁心片。这种结构有利于提高转子的扭矩和转速,并能降低热损失。 3. 定子结构 定子由铁心和绕组组成。绕组分为定子绕组和控制绕组,控制绕组用于产生旋转磁场,定子绕组与控制绕组相互作用,产生

电磁感应力,从而产生转矩。定子绕组的数量决定了电机的性能,一般采用奇数槽数量。定子铁心上会安装固定绕组,该绕组是用于监测反电动势的,以保证电机稳定运行。 4. 控制部分 开关磁阻电机要通过控制绕组来实现电机运行。电机的控制电机通常采用空间矢量控制法及直接转矩控制法。控制电路通过控制绕组的开关状态,使定子绕组与控制绕组形成一个旋转磁场,从而产生电磁力,实现电机的运行。控制绕组在电机运行过程中消耗的电能很少,因此不会产生额外的电磁噪声和损耗,从而降低了电机的噪声和损耗。 总之,开关磁阻电机在结构上十分简单,但能够实现高效、可靠的驱动效果。在家电、机床和交通等领域中得到了广泛应用。未来开关磁阻电机将继续发展,其结构和性能方面将进一步提高。

小功率高速开关磁阻电机驱动系统的设计与应用

小功率高速开关磁阻电机驱动系统的设计与应用 小功率高速开关磁阻电机驱动系统的设计与应用 1. 引言 1.1 主题介绍 在现代工业应用中,电机作为关键的能源转换装置,其驱动系统 的设计和应用一直是一个重要的研究领域。本文将深入探讨小功率高 速开关磁阻电机驱动系统的设计与应用,以介绍其原理、特点及在工 业领域中的重要性。 1.2 文章目的 本文的目的是通过深入剖析小功率高速开关磁阻电机驱动系统的 设计与应用,帮助读者深入理解其原理及其在不同领域中的广泛应用。 2. 小功率高速开关磁阻电机的概述 2.1 定义 小功率高速开关磁阻电机是一种采用电磁铁吸力控制转子运动的 电动机。它具有结构简单、高效能、高稳定性等特点,因此在很多应 用场景中取得了成功。 2.2 工作原理 小功率高速开关磁阻电机驱动系统的工作原理主要包括电磁铁的 磁性吸引力、开关磁阻控制、电流调节等。其关键是通过电流变化来

控制电磁铁的磁性吸引力,从而使转子运动。 2.3 特点和优势 小功率高速开关磁阻电机驱动系统具有领先的转矩密度、高响应 速度、宽速度范围、低惯性等特点。这些特点使其在精密仪器、自动 化设备等领域得到广泛应用。 3. 小功率高速开关磁阻电机驱动系统的设计与应用 3.1 系统设计 小功率高速开关磁阻电机驱动系统的设计主要包括电源设计、控 制器设计、传感器设计、保护设计等方面。其中,控制器设计是一个 核心环节,需要考虑实时性、稳定性、可靠性等因素。 3.2 电机参数选择 在小功率高速开关磁阻电机驱动系统的应用中,合理选择电机参 数至关重要。其中包括电机功率、电机转速、电机电流等参数的选取。这些参数将直接影响驱动系统的性能和使用效果。 3.3 驱动系统的应用 小功率高速开关磁阻电机驱动系统在工业领域中有着广泛的应用。它可以应用于机械加工设备、医疗设备、机器人等领域。它还可以用 于一些特殊环境,例如高温环境、高湿度环境等。 4. 小功率高速开关磁阻电机驱动系统的优势与挑战 4.1 优势 小功率高速开关磁阻电机驱动系统相对于传统的电机驱动系统具

第二章开关磁阻电机及其调速系统

第二章开关磁阻电机及其调速系统 2.1 开关磁阻电机的发展概况 磁阻式电机诞生于160年前,一直被认为是一种性能不高的电机。然而通过近20年的研究与改进,使磁阻式电机的性能不断提高,目前已能在较大功率范围内不低于其它型式的电机[9]。 70年代初,美国福特电动机(Ford Motor)公司研制出最早的开关磁阻电机调速系统。其结构为轴向气隙电动机、晶闸管功率电路,具有电动机和发电机运行状态和较宽范围调速的能力,特别适用于蓄电池供电的电动车辆的传动。 70年代中期,英国里兹(Leeds)大学和诺丁汉(Nottingham)大学,共同研制以电动车辆为目标的开关磁阻电机调速系统。样机容量从10W至50KW,转速从750 r/min至10000 r/min,其系统效率和电机利用系数等主要指标达到或超过了传统传动系统。该产品的出现,在电气传动界引起了不小的反响。在很多性能指标上达到了出人意料的高水平,整个系统的综合性能价格指标达到或超过了工业中长期广泛使用的一些变速传动系统。 近年来,国内外已有众多高校、研究所和企业投入了开关磁阻电机调速系统的研究、开发和制造工作。至今已推出了不同性能、不同用途的几十个系列的产品,应用于纺织、冶金、机械、汽车等行业中。 目前,在汽车行业意大利FIAT公司研制的电动车和中国第二汽车制造厂研制的电动客车都采用了开关磁阻电机。SRM是没有任何形式的转子线圈和永久磁铁的无刷电动机,它的定子磁极和转子磁极都是凸的。由于SRM具有集中的定子绕组和脉冲电流,其功率变换器可以采用更可靠的电路拓扑形式。SRM具有简单可靠、在较宽转速和转矩范围内高效运行、控制灵活、可四象限运行、响应速度快、成本较低等优点,这是其它调速系统难以比拟的,作为具有潜力的电动车电气驱动系统日益受到重视。然而目前SRM还存在转矩波动大、噪声大、需要位置检测器、系统非线性等缺点,所以,它的广泛应用还受到限制。 2.2 开关磁阻电机的基本结构与特点 开关磁阻电机为定、转子双凸极可变磁阻电机。其定、转子铁心均由硅钢片

驱动电机及其控制技术

驱动电机及其控制技术 驱动电机是电动汽车驱动系统的核心部件,其性能好坏直接影响电动汽车驱动系统的性能。驱动电机一般有直流电机、交流电机、永磁电机和开关磁阻电机四种。由于直流电机在电动车上的应用较少,主要介绍永磁同步电机、交流异步电机、开关磁阻电机三种电机及其控制技术。 一.永磁同步电机及其控制技术;永磁同步电机具有高效、高控制精度、高转矩密度、良好的转矩平稳性及低振动噪声的特点,通过合理设计永磁磁路结构能获得较高的弱磁性能。它在电动汽车驱动方面具有很高的应用价值,受到国内外电动汽车界的高度重视,是最具竞争力的电动汽车驱动电机系统之一。 永磁同步电机分为正弦波驱动电流的永磁同步电机和方波驱动电流的永磁同步电机两种。这里以三相正弦波驱动的永磁同步电机为例,阐述永磁同步电机的结构与特点。 永磁同步电机的结构和传统电机样,它主要由定子和转子两大部分构成。定子与普通异步电机的定子基本相同,由电枢铁心和电枢绕组构成。电枢铁心一般采用0.5mm硅钢冲片叠压而成,对于具有高效率指标或频率较高的电机,为了减少铁耗,可以考虑使用0.35mm的低损耗冷轧无取向硅钢片。电枢绕组则普遍采用分布短距绕组;对于极数较多的电机,则普遍采用分数槽绕组;需要进一步改善电动势波形时,也可以考虑采用正弦绕组或其他特殊绕组。 转子主要由永磁体、转子铁心和转轴等构成。其中永磁体主要采用铁氧体永磁和钕铁硼永磁材料;转子铁心可根据磁极结构的不同,选用实心钢,或采用钢板、硅钢片冲制后叠压而成。与普通电机相比,永磁同步电机还必须装有转子永磁体位置检测器,用来检测磁极位置,并以此对电枢电流进行控制,达到对永磁同步电机驱动控制的目的。 根据永磁体在转子上位置的不同,永磁同步电机的磁极结构可分为表面式和内置式两种。 (1)表面式转子磁路结构:在表面式转子磁路结构中,永磁体通常呈瓦片形,并位于转子铁心的外表面上,永磁体提供磁通的方向为径向。表面式结构又分为凸出式和嵌入式两种,对采用稀土永磁材料的电机来说,因为永磁材料的相对回复磁导率接近,所以表面凸出式转子在电磁性能上属于隐极转子结构;而嵌入式转子的相邻两永磁磁极间有着磁导率很大的铁磁材料,故在电磁性能上属于凸极转子结构。 (2)内置式转子磁路结构:内置式转子磁路结构的永磁体位于转子内部,水磁体外表面与定子铁心内圆之间有铁磁物质制成的极靴。极靴中可以放置铸铝笼或铜条笼,有阻尼或起动作用,动态和稳态性能好,广泛用于要求有异步起动能力或动态性能高的永磁同步电机。内置式转子内的永磁体受到极靴的保护,其转子磁路结构的不对称性所产生的磁阻转矩也有助于提高电机的过载能力或功率密度,而且易于弱磁扩速。 按永磁体磁化方向与转子旋转方向的相互关系,内置式转子磁路结构可分为经向式、切向式和混合式三种。 径向式转子结构的永磁同步电机的磁钢或放在磁通轴的非对称位置上,或同时利用径向和切向充磁的磁钢以产生高磁通密度。该结构的优点是漏磁系数小,转轴上不需要采取隔磁措施,极弧系数易于控制。转子冲片机械强度高,安装永磁体后转子不易变形等。 切向式转子结构的转子有较大的惯性,漏磁系数较大,制造工艺和成本较径向式有所增加。其优点是一个极距下的磁通由相邻两个磁极并联提供,可得到更大的每极磁通。尤其当电机极数较多、径向式结构不能提供足够的每极磁通时,这种结构的优势就显得更为突出。此外,采用该结构的永磁同步电机的磁阻转矩可占到总电磁转矩的40%,对提高电机的功率密度和扩展恒功率运行范围都是很有利的。 混合式转子结构集中了径向式转子结构和切向式转子结构的优点,但结构和制造工艺都比较复杂,制造成本也比较高。 永磁同步电机的特点:永磁同步电机与其他电机相比,具有以下优点: (1)用永磁体取代绕线式同步电机转子中的励磁绕组,从而省去了励磁线圏、集电环和电刷,以电子换相实现无刷运行,结构简单,运行可靠。 (2)永磁同步电机的转速与电源频率间始终保持准确的同步关系,控制电源频率就能控制电机的转速。 (3)水磁同步电机具有较硬的机械特性,对于因负载变化而引起的电机转矩的扰动具有较强的承受能力,瞬间最大转矩可以达到额定转矩的3倍以上,适合在负载转矩变化较大的工况下运行,适合电动汽车的启动加速。

开关磁阻电机的前景

开关磁阻电机的前景 首先,开关磁阻电机具有高效率和高功率密度的特点。传统的电机技 术中,由于存在机械摩擦和电磁损耗,电机的效率较低。而开关磁阻电机 通过改变磁阻来控制电机的工作状态,在电机传动系统中减少了机械传动 元件,可以降低摩擦、振动和传统电机效率损失等问题,从而提高了电机 的效率和功率密度,减少了能源的消耗。 其次,开关磁阻电机具有速度控制范围广和响应速度快的特点。传统 的电动机在速度控制上存在一定的局限性,由于使用传统的机械传动系统,电机的速度控制范围较窄,而开关磁阻电机则可以通过调节永磁场强度和 磁阻大小来控制转矩和速度,具有广泛的速度调节范围,可以满足不同应 用场合的需求。同时,开关磁阻电机响应速度快,具有较高的动态性能, 能够实现快速的启停、加速、减速等运动控制。 第三,开关磁阻电机具有较长的寿命和可靠性。传统的电机技术中, 由于存在摩擦和磨损等问题,电机的寿命较短,而开关磁阻电机通过减少 机械传动元件和摩擦部件,有效地延长了电机的使用寿命。另外,由于电 机的结构简单、工作可靠,不易发生故障,因此具有较高的可靠性。 此外,开关磁阻电机还具有较低的成本和较小的体积。传统的电机技 术中,电机通常采用复杂的机械结构,造价高昂且体积较大。而开关磁阻 电机由于减少了传统电机的机械结构和部件,从而降低了成本和体积,对 于成本和空间有限的应用场合,具有更大的优势。 综上所述,开关磁阻电机作为一种新兴的电机技术,具有高效率、高 功率密度、速度调节范围广、响应速度快、寿命长、可靠性高、成本低和 体积小等优点,拥有广阔的应用前景。随着科技的不断发展和人们对电动

机性能要求的提高,开关磁阻电机有望在诸多领域得到更为广泛的应用,包括工业自动化、交通运输、家电产品等。

电动车用开关磁阻电机设计与优化方法

电动车用开关磁阻电机设计与优化方法 摘要:随着人们生活水平日益提高,人均汽车占有量大幅度提升,传统汽车 产生的尾气对环境造成了严重威胁,因此发展绿色交通工具成为当今社会的一个 热点话题。电动汽车具有噪音低、无污染和能源利用率高等特点,是比较理想的 交通工具。近年来电力电子技术不断发展,微电子、电机学、现代计算机技术和 控制理论也开始完善,这都促使开关磁阻电机系统得到了飞速的发展。目前已成 功应用于电动车用驱动系统、家用电器、高速驱动、泵及风机等众多领域中,创 造了巨大的经济效益,是直流电机调速系统、交流电机调速系统、无刷直流电机 调速系统强有力的竞争者。 关键词:开关磁阻电机;设计;优化 目前国家正大力发展新能源技术,电动车因势而起,得到了快速的发展,电 动车作为一种新兴的代步用车,不仅绿色环保而且在未来有极大的发展潜力。目 前电动车驱动电机主要有永磁电机、异步电机、直流电机等。作为一种新型电机,开关磁阻电机SRM由于其结构简单、制造成本低、调速范围宽、控制灵活且效率 高等优点,与传统的电动车驱动电机相比有较大的竞争力,而且能满足电动车起 动转矩大、起动电流小的需求,所以在电动车驱动领域中有较大的发展潜力。 一、开关磁阻电机基本原理 开关磁阻电机依靠定、转子之间磁阻变化运行,当给定子其中一相绕组通电时,若定子极轴线和转子极轴线不重合,就会有磁阻力作用在转子上,使转子运动,直到两者轴线重合,磁阻力消失,在惯性作用下继续旋转一定角度,然后换 相邻绕组通电,使转子继续转动[1]。如图。

图中定子极上为定子线圈,标有箭头的绕组表示该相绕组通电,虚线表示磁 力线,转子起动前的转角为0°。在初始位置,A 相绕组通电,在磁力的作用下,距 A 相最近的转子极受力开始逆时针转动,使磁阻变小,转子旋转到5°,又 旋转了10°,直到15°为止,转子不再转动,此时磁路最短。为了使转子继续 转动,必须在转子不受力时切断 A 相电源,同时接通 B 相,于是 B 相产生磁通,磁力线沿磁路最小的磁极通过转子,在磁力的作用下继续转动,直到转到 30°之前,关断 B 相绕组电源并开通 C 相绕组,使转子继续转动,在转到45°之前接通 A 相绕组电源,以此类推,电机就会运行下去。三相绕组轮流通电一次,转子逆时针转动π/4(即一个极距角),定子磁场顺时针转动π/2。只要 各相按照一定的顺序导通,电机就能正常工作,与磁力线方向无关,即与电流方 向无关,通电顺序与旋转方向相反。 二、SRM的定转子齿极结构优化 1、定子结构优化设计。利用上节优化电机尺寸参数后的 SRM 进行定转子 结构优化设计。在 SRM 线性模型中,电机转矩的表达式为: 由式SRM 的转矩是电机转子旋转过程中气隙磁导发生变化而产生的。转矩的 大小主要取决于相电感相对于转子位置角的变化率,相电感相对转子位置角的变 化率越大则电机转矩值将越大。此变化率可通过改变定子磁极和转子磁极之间的 气隙形状来控制。本设计提出了一种具有非圆形的定子磁极极面,这种定子磁极 表面将会使电机转子在转动过程与定子磁极之间产生非均匀的气隙,以此来改变 相电感对转子位置角的变化率。

开关磁阻电机的九大优势、三大缺点、应用领域全面解析

开关磁阻电机的九大优势、三大缺点、应用 领域全面解析 近年来,开关磁阻电机逐渐走进了市场,因为该电机具有其他电机没有的优势,所以逐渐成为了市场未来发展的主要方向,目前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。那么开关磁阻电机的优势到底是什么呢?让我们一起来了解一下吧!开关磁阻电机调速系统是以现代电力电子与微机控制技术为基础的机电一体化产品。它是由开关磁阻电动机和微机智能控制器两部分组成,其特点是效率高、节能效果好、调速范围广,无冲击起动电流,起动转矩大,控制灵活等特点。1998年,我国把发展电动机调速节能和电力电子节电技术纳入《中华人民共和国节能法》中,国家发改委“电动机节能计划”明确提出:提高电动机15-20%的效率,实现节电1000亿kWh/年。因此,该种电机被广泛用于运输车辆驱动、龙门刨、锻压设备等需要重载起动,频繁启动,正反转的场合。近几年,随着电机节能理念的逐渐深入,开关磁阻电机由于具有以下的特点,其正在应用于各种场合。开关磁阻电机调速系统的特点:一、效率高,节能效果好。经过测试,其整体效率比交流异步电动机变频调速系统至少高3%以上,低速下能提高至少10%,与直流调速、串级调速、电磁调速等比较,节电效果更明显。二、起动转矩大,适合重载起动和负载变化明显且频繁启动的场合。测试发现其启动转矩达额定转矩的150%时,起动电流仅为额定电流的30%,优势非常明显三、调速范围广。开关磁阻电机可以在低速下长期运行,由于效率高,在低速下的温升程度比额定工况时要低,解决了变频调速电机低速运行时电动机发热问题,还可以根据实际灵活设置最高转速。四、可频繁正、反转起动停止,系统调控性好,制动性好,能实现再生制动,节电效果显著。五、起动电流小,避免对电网的冲击。开关磁阻电机具有软启动特性,没有普通交流电动机起动电流大于5-7倍额定电流的现象。六、功率因数高,不需增加无功补偿装置,测试发现,开关磁阻电机系统在空载和满载时的功率因数均大于0.98 。七、电机结构简单、牢固、制造工艺简单、成本低、工作可靠,能适用于各种恶劣高温强震动环境。八、缺相和过载时仍可工作。当电源出现缺相、电动机或控制器任一相出现故障时,电机输出功率减少,但仍可运行。当系统超过负载120%以上时,转速转速只会下降,而不会烧损电动机和控制柜。九、控制器中功率变换器与电动机绕组串联,不会出现变频调速系统功率变换器可能出现的直通故障,可靠性大为提高。目前的电机都是优缺点并存,任何一种电机都无法取代其它所有类型的电机,开关磁阻电机也具有以下缺点: 1.转矩脉动:开关磁阻电机工作在脉冲供电方式中,瞬时转矩脉动大,转速很低时,步进状态明显,而且由于其本身的非线性,导致转矩控制困难。尽管目前研究SRD直接转矩控制技术等文章较多,但仍难以实现转矩的精确控制,在伺服等精密控制场合,SRD与其它类型电机相比不具有优势。 2.噪声:开关磁阻电机相绕组轮流导通,径向力导致定子变形,换相时更明显,电机噪声大,减小振动和噪声是重要的研究课题,很多科研人员正在从电磁参数设计和调速方法以及电机结构几方面进行研究加以改进,但现在与其它电机相比,仍然噪声偏大。 3.位置检测器:位置检测器使得结构简单的开关磁阻电机变得逊色,降低了系统可靠性,因此探索实用的无位置检测器的检测方案是十分有必要的。目前国内外研究较多的是用定子绕组的瞬态电感信息来实现无位置检测器方案,但距实际应用还待进一步深入研究。国内开关磁阻电机的应用市场主要包括:(1) 锻造机械:目前,这是开关磁阻电机应用最成功的场合之一。这一次完全符合上述五个

开关磁阻电机控制策略

开关磁阻电机控制策略研究 摘要:开关磁阻电机驱动系统(SRD)是近20年得到迅速发展的一种交流调速系统。其结构简单、工作可靠、效率高和成本较低等优点而具有相当的竞争力。本文首先介绍了开关磁阻电机控制策略的研究现状和趋势,推导了开关磁阻电机的数学模型,然后详细介绍了两步换相控制、基于转矩分配函数的转矩控制、智能控制、直接瞬时转矩控制等控制策略。又基于Matlab/Simulink仿真验证了开通角、关断角对电机电流转矩的影响,最后得出以转矩为控制对象的新型控制策略仍将进一步发展。 关键词:开关磁阻电机;转矩分配函数;直接瞬时转矩控制; Control Method of Switch Reluctant Motor ‘ Abstract:Switched reluctance motor drive system (SRD) is a kind of ac speed regulating system with nearly 20 years rapid development 。Its simple structure,reliable operation, high efficiency and low cost advantages are quite competitive.This dissertation first introduces the research status and the control strategy of the switched reluctance motor trend, the mathematical model of the switch magneto is deduced,and then introduced the two—step commutation control,based on the torque distribution function of torque control, intelligent control,direct instantaneous torque control and so on.And based on the Matlab/Simulink ,the influence of the opening Angle, shut off the Angle to the motor torque were verified,finally concluded that the new control strategy will continue to develop further with the torque as the object. Key words: switched reluctant motor; torque share function ;direct instantaneous torque control(DITC)

同步磁阻电机及其控制技术的发展和应用

同步磁阻电机及其控制技术的发展和应用 摘要:本文简单介绍了同步磁阻电机(SynRM)的运行原理。追溯同步磁阻电机的发展历史,总结了同步磁阻电机的结构和运行特点。根据同步磁阻电机的特点结合目前国内外研究现状讨论了同步磁阻电机现有的几种高性能控制方法.最后根据同步磁阻电机当前的研究进展结合其取得的优越性能介绍了其在电动汽车和高速发电等领域的应用. 关键词:同步磁阻电机 1同步磁阻电机的原理 SynRM 运行原理与传统的交、直流电动机有着根本的区别,它不像传统电动机那样依靠定、转子绕组电流产生磁场相互作用形成转矩,而遵循磁通总是沿着磁阻最小路径闭合的原理,通过转子在不同位置引起的磁阻变化产生的磁拉力形成转矩。 SynRM 在dq 轴系下的电压、磁链、电磁转矩和机械运动方程为: 电压方程: (1) 磁链方程: (2) 电磁转矩方程: (3) Ld、Lq为绕组d、q轴电感;Rs为定子绕组相电阻;ωr为转子电角速度;为定子d、q 轴磁链,为电机极对数;β为电流综合矢量与d轴之间的夹角[1]。 2同步磁阻电机的发展历史 早在二十世纪二十年代Kostko J K等人提出了反应式同步电机理论[2],M.Doherty 和Nickle 教授提出磁阻电机的概念,此后国外关于许多专家和学者对同步磁阻电机的的能、转子结构和控制方法进行较深入研究。早期的同步磁阻电机由一个无绕组凸级转子和一个与

异步电机类似的定子组成。在转子轭q轴方向加上两道气隙,以增加q 轴磁阻。利用d -q 轴的磁阻差来产生磁阻转矩。转子周边插上鼠笼条以产生异步起动转矩。然而,由于该异步转矩的作用, 又将引起转子震荡而难以保证电机正常运行。六十年代初, 出现了第二代同步磁阻电机它利用块状转子结构来增加d-q 轴磁阻差,同时不用鼠笼条来起动转矩, 而直接靠逆变器变频来起动,从而减轻了转子震荡现象[3]。然而, 为产生足够的磁阻转矩, 需要定子侧有较大的励磁电流, 致使该电机功率因素和效率都很低,从而影响了该种电机的推广使用。为尽可能增大d—q 轴磁阻差, 同时减小励磁电流, 增大功率因素, 在七十年代初期产生了第三代同步磁阻电机, 采用轴向多层迭片结构,以获得最大的d 轴电感和最小q 轴电感,而得到最大磁阻转矩[4]。采用该转子结构后, d—q 轴电感之比可以达到20,其输出功率可以达到同尺寸大小的异步电机输出功率.1991 年美国威斯康星大学T.A。Lipo教授对同步磁阻电机的转子结构进行进一步优化,发表文章提出SynRM 在交流调速驱动系统中替代异步电动机的可能性的问题[5,6]。1993 年英国的T.J。E。Miller 教授指导的课题组对SynRM 不同转子结构的磁路进行了分析和研究,试图寻找更优化的转子结构提高电机的凸极率,并重点对轴向叠片转子结构SynRM 转子叠片层数、绝缘占有率进行了优化,得到优化后的样机在最大转矩电流比控制时功率因数为0.7 左右[7,8].文献[9]对冲片叠压式SynRM 转子空气层做了较为深入的分析,通过有限元和仿真实验设计优化了转子结构,主要分析了转子空气层含有率、位置、个数,转子气隙以及电机饱和对电机电磁参数的影响,指出了空气层含有率、转子气隙、电机饱和对电机性能影响较大,同时优化后的样机其功率因数为0。72,对SynRM的电磁设计与分析具有很好的参考价值. 文献[10]对冲片叠压式SynRM 三种转子结构的磁场分布进行了分析和比较,指出转子空气层之间的连接处将会给d 轴磁通提供较小磁阻磁路,去掉转子空气层之间的连接处将明显提高电机的功率因数。文献[11,12]提出了采用有限元和罚函数法,通过比较冲片叠压式SynRM 凸极率和交、直轴电感差值,自动ACAD 绘图、剖分和数据存储来快速优化转子结构提高电机力能指标的方法。 我国对SynRM 的研究起步较晚.1994 年,华中科技大学辜承林教授指导的课题组设计制作出国内第一台两极的ALA 转子样机,其样机的凸极率和功率因数分别达到了11和0。 85 左右,但其结构加工较复杂[13-17]。文献[18]根据能量平衡的观点,以异步电机为参照,分析了SynRM交、直轴电感以及凸极率对电机性能的影响,并指出对于确定的凸极率理论上有最大的功率因数与之对应,反之对于确定的功率因数理论上有最小的凸极率与之对应。在SynRM 设计时凸极率应根据电机的过载能力和功率因数的要求而正确选择,单纯追求增大凸极率是不适当的.指出在电机应用中,功率因数小于0。85且容量较小时,SynRM 可与异步电机匹敌。文献[19]介绍了SynRM 的结构及仿真设计。电机转子采用栅格叠片结构,驱动控制器采用电流矢量控制方式,指出SynRM 与感应电动机相比,具有效率高、功率密度大等优点;与永磁同步电动机相比,在同等功率条件下大大降低了电机的成本,同时拓宽了电机的使用范围,提高了电机运行的可靠性。 2011年ABB公司在同步磁阻电机转子设计方面取得突破性进展,如今已经有了应用于工业应用中的商业化产品。 3同步磁阻电机的性能特点 3。1相比于传统电机的优点 与传统直流电动机相比,SynRM 没有电刷和滑环,维修简单方便。与异步机相比,SynRM 转子上没有绕组,则没有转子铜耗,基本上不存在转子发热问题,提高了电机的运行效率和安全性,另外由于转子上没有阻尼绕组电机响应不受转子时间常数的限制,动态响应速度快.

开关磁阻电机无位置传感控制器研究

开关磁阻电机无位置传感控制器研究 陈坤华;孙玉坤;李天博 【摘要】针对机械式位置传感器增加控制系统复杂性和降低系统可靠性的问题,提出了开关磁阻电机一种新的无位置传感控制器.在建立开关磁阻电机电感模型基础上,推导无位置传感器数学模型,构建无位置传感器控制系统.通过测量激励相电压和电流,估算转子实际位置,采用电流斩波控制方法控制开关磁阻电机低速运行,采用角度位置控制方法控制开关磁阻电机高速运行.对该无位置传感系统进行仿真,并实现了对开关磁阻电机无位置传感器的控制.实验结果表明该方法能在较宽调速范围内准确地估计开关磁阻电机转子位置. 【期刊名称】《电机与控制学报》 【年(卷),期】2016(020)003 【总页数】5页(P85-89) 【关键词】无位置传感器;开关磁阻电机;电感模型;功率变换器;电流斩波控制;角度位置控制 【作者】陈坤华;孙玉坤;李天博 【作者单位】江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013;江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013;江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013 【正文语种】中文 【中图分类】TM352

开关磁阻电机(switched reluctance motor, SRM)具有结构简单,运行效率高,调速范围宽,低速启动转矩大等特点。其定转子为凸极结构,定子有集中绕组,转子无绕组,定子各相绕组轮流导通产生电磁转矩,其位置信号控制激励相绕组开通与关断,位置检测环节是开关磁阻电机调速系统的重要组成部分。 开关磁阻电机常用光电编码盘作为位置传感器来检测转子位置信号,但是位置传感器的使用增加了系统的复杂性,加大了电机的成本,减少了电机的功率体积比,降低了电机运行的可靠性,出于对电机高功率密度,减小安装尺寸等因素考虑,无位置传感器技术研究成为开关磁阻电机的一个热点。 目前国内外研究较多的开关磁阻电机无位置传感技术有相电流分析分析方法[1],转矩电流位置特性分析法[2],神经网络转子位置估计法[3],基于状态观测 器的无位置传感技术[4-6],基于相磁链波形的无位置传感技术[7-9],附加 电容检测法[10]、反串线圈法[11-12]。 本文采用开关磁阻电机电感模型[13-16],并考虑磁路饱和,提出了新的无位置检测方法,缩短了开关磁阻电机位置估算运算周期。实验表明该无位置检测运算简单,实时性强,系统稳定可靠。 图1为开关磁阻电机相电感模型L(i,θ)。两相电感间的相位差等于步距角(其中m为电机相数,Nr为转子极数)。 在单相激励时,相间互感对导通相电感的影响很小[16],可以忽略[12],激 励相电感可以用其自感模型表达式描述。 将式(1)展开并简化,可得 La(i)电感值最大,为定转子凸极处于完全重叠位置电感、Lu电感值最小,为定转子凸极处于不重叠位置电感、Lm(i)为中间位置电感。La(i)、Lm(i)大小与相绕组和相电流有关,并受磁路饱和的影响。k值是估计量,k=5。an、bn为 多项式参数,通过曲线拟合法获得,使得式(6)、式(7)与实验或有限元分析

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