开关磁阻电机调速系统标准
开关磁阻电机使用说明书(5.0)
版本 1.1
山东科汇电气股份有限公司
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第 9 章 故障与排除 .................................................. 41 第 10 章 维护与售后服务 ............................................. 43
10.1 维护 .............................................................. 43 10.2 易损件更换 ........................................................ 44 10.3 存贮 .............................................................. 44 10.4 保修 .............................................................. 44
目录
目录
第 1 章 前言 ......................................................... 1
1.1 手册说明 ............................................................ 1 1.2 术语说明 ............................................................ 1 1.3 版本说明 ............................................................ 1 1.4 供货清单 ............................................................ 1 1.5 产品说明 ............................................................ 2
1.2 开关磁阻电机调速系统的发展
1.2 开关磁阻电机调速系统的发展1.2.1 开关磁阻电机调速系统(SRD)的发展概况]27[],2[],1[“开关磁阻电机(Switched reluctance motor简称SR电动机)”一词源见于美国学者S.A.Nasar1969年所撰论文，它描述了这种电机的两个基本特征]1[：1开关性——电机必须工作在一种连续的开关模式，这是为什么在各种新型半导体器件获得后才得以发展得主要原因；2磁阻性——它是真正的磁阻电机，定、转子具有可变磁阻回路。
作为SRD中的主要组成部分——开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor)，其基本结构及基本原理的提出可追溯到19世纪40年代，那时的电机研究人员已认识到利用顺序磁拉力使电动机旋转是可行的。
1842年，英国的Aberdeen和Davidson用两个U形电磁铁制造了由蓄电池供电的机车电动机。
两个U形电磁铁轮流通电以吸引嵌在木质转鼓圆周上的铁条。
但是由于技术水平制约，导致电动机的运行性能差，这就使从这种电动机雏形的诞生直到功率电子器件问世的100多年间，人们一直没有太大的兴趣研究这类电动机。
20世纪60年代，大功率晶闸管投入使用，为SR电动机的研究和发展奠定了重要的物质基础。
到了70年代中期，英国的Leeds（里兹）大学和Nottingham （诺丁汉）大学组成的研究小组，共同研制了以驱动电动车辆为目的的SRD装置。
随后英国TASC电机有限公司、BJD公司对SR电机进行了较深入的应用于研究。
进入80年代，结构简单、成本低、调速性能好的SRD已成为电工界中新的热门话题，美国、加拿大、印度、南斯拉夫、新加坡等国家也相继展开对SR 电动机的研究和开发工作，并取得了一定成果。
我国于1984年左右也以较高的起点开始SRD的研究、开发工作，1992年初成立了中国电工技术学会中小型电机专业委员会下设的开关磁阻电机学组，以推动开关磁阻电机研究工作的进一步发展。
开关磁阻电机调速控制系统硬件设计
６ ４ Ｉ 建援辍磐 瘟嘲 ・ ２ ０ １ ４ 年 第１ 期
Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ＆ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ研 究 与 设 计
变频 辩 ｗｗｗ ｃ ｈｉ ｎ ａ ｂ ｉ ａ ｎｐ ｉ ｎ． ｃ ｏ ｍ
利 于减少 转矩 脉动 ， 但结 构复 杂 ， 且 主开 关器 件 多 ， 成 本 高， 目前应用较多 的是 四相 （ ８ ／ ６ ） 结 构和三相 （ １ ２ ／ ８ ） 结 构。 图１ 是三相结构 Ｓ Ｒ Ｍ电动机原理 图。为简单计 ， 图中只画 出 Ａ相绕组及其供 电电路 。Ｓ Ｒ Ｍ 的运行原 理遵 循“ 磁阻最 小原理 ” 一 磁通 总要沿着磁 阻最小 的路径 闭合 ，而具有 一 定 形状 的铁心在移动 到最小磁 阻位 置时 ， 必使 自己的主轴 线与磁场的轴线 重合 。 图 ２中 ， 当定子 Ｃ — Ｃ’ 极励磁 时 ， １ － １ ’ 向定子轴线 Ｃ — Ｃ ’ 重合的位置转动 ，并使 Ｃ相励磁 绕组的 电感最大 。若 以图中定 、 转 子所处 的相对 位置作为起 始位 置， 则依次 给 ｃ —Ａ — Ｂ相 绕组通 电， 转子 即会 逆着励 磁顺 序 以逆 时针方 向连续 旋转 ； 反之 ， 若 依次给 Ｂ —Ａ — ｃ相通
Ｄ Ｓ Ｐ控制器 、 位置检 测 电路 、 电流检测 电路 、 信号转 换 、 显
示电路等组成 。本系统的硬件框 图如 图所示。
的全部 优点 ， 而且具有结构 简单 、 成本低 、 起 动性能好 、 调
速 范围宽等优点 ，所 以被广 泛应用 于各种工程 控制领域
中。
在 现 代 调 速 系统 中 ，开 关 磁 阻 电机 调 速 （ Ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｅ ｄ Ｒ ｅ ｌ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ Ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ， Ｓ Ｒ Ｄ ） 系统具有结构简单 、 成本低 、 损耗小 、
开关磁阻电机调速系统的技术先进性说明
开关磁阻电机调速系统的技术先进性说明（一）实测特性1、开关磁阻电机的空载特性通过对37KW开关磁阻电机调速系统进行空载实验，得出电机的空载特性曲线。
37KW开关磁阻电机空载特性曲线从上图可以看出，随着转速的增加，开关磁阻电机的转矩呈逐渐上升的趋势，表明SRD控制器从电源侧吸收较少的电流，在电机侧可得到较大的起动转矩。
2、不同负载功率下的SRM的效率变化实验分别测定了37KW的开关磁阻电动机、三相异步电机和带变频器三相异步电机三种转速下不同负载下的效率。
额定转速(1500r/min)不同负载下SRM的效率三相异步电动机额定转速(1500r/min)不同负载下效率变频器+异步电动机额定转速(1500r/min)不同负载下的效率从上图可以看出，同样在转速为 1500r/min 时，三种电机的效率 都可以达到90%左右；但在低负载时，三相异步电动机的效率会明显 变低，即使与变频器相结合，其效率也未得到改善，而 SRM 电动机的效率则要明显地高。
同样地，比较转速1000r/min 不同输出功率下SRM 的效率和变 频器+异步电动机额定转速(1000r/min)不同负载下的效率中的实验结 果可以看出，当电机的转速降为1000r/min 时，带变频器三相异步电 动机的效率在低负载下的效率会更差。
比如当外加负载同为3KW 时， SRM 的效率仍可达80%，但即使使用了变频器的三相异步电动机的 效率却只有30%左右。
转速1000r/min 不同输出功率下SRM 的效率变频器+异步电动机额定转速(1000r/min)不同负载下的效率-------------------- MMN£iuT5r4s:IH »N+5HMMt5HMM百n I I I I I II I~5 t 10 U 15 M 划 打 筠 捕 汕转速500r/min 下不同输出功率下SRM 的效率植由血宰1£^3变频器+异步电动机额定转速（500r/min ）不同负载下的效率转速500r/min 下不同输出功率下SRM 的效率和变频器+异步电 动机额定转速（500r/min ）不同负载下的效率中的实验结果也进一步表 明，当转速进一步降低至500r/min 时，SRM 的效率基本不受影响， 而变频器+异步电动机在低负载时，其效率会更低。
开关磁阻电动机调速系统课件
系统的可靠性将会得到进一步提升，通过采用高可靠性设 计、选用高可靠性元器件等手段，确保系统在复杂环境下 的稳定运行。
多功能集成
开关磁阻电动机调速系统将会实现更多的功能集成，例如 集成了驱动、制动、能量回收等功能，提高了系统的综合 性能和效率。
开关磁阻电动机调速系统的市场前景
市场需求持续增长
THANKS
感谢观看
开关磁阻电动机调速系统的特点
开关磁阻电动机调速系统具有结构简单、成本低、可靠性高、维护方便等优点。
此外，开关磁阻电动机调速系统还具有宽广的调速范围、优良的启动性能、易于实 现再生制动等优点。
但是，开关磁阻电动机调速系统也存在一些缺点，如转矩波动大、噪声大等问题， 需要进一步改进和完善。
02
开关磁阻电动机调速系统的工作原理
开关磁阻电动机调速系统的控制方式
开关磁阻电动机调速系统的控制 方式主要有两种：角度位置控制 （APC）和电流斩波控制（CCC
）。
角度位置控制是通过控制开关的 开通角和关断角来控制定子与转 子间磁场的角度位置，从而控制
电动机的转速。
电流斩波控制是通过控制电流波 形的斩波宽度来控制电动机的电 流和转矩，从而控制电动机的转
，提高系统的运行效率和可靠性。
03
绿色环保
随着环保意识的提高，开关磁阻电动机调速系统的设计将更加注重节能
减排、环保等方面的考虑，例如采用高效电机、降低噪音等措施，实现
系统的绿色化发展。
开关磁阻电动机调速系统的未来发展方向
宽调速范围
开关磁阻电动机调速系统的调速范围将会更加宽广，能够 满足不同领域的需求，例如高速列车、航汽车 领域中应用于车辆的空调系统、 座椅调节系统、车窗升降系统等 ，以及电动汽车的电池管理系统
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。
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。
开关磁阻电机调速系统
开关磁阻电机调速系统（简称SRD系统）是一种新型的无级交流调速系统，它兼有交直流调速系统的优点，①电机结构简单坚固，免维护，调速方便，性能可靠，可以频繁起制动、正反转，电机不怕热。
②电机起动转矩为额定转矩的150%，而起动电流仅为额定电流的30%。
③电机空载电流仅为额定电流的1%。
④电机特有断电制动功能，避免床面冲出工作台。
诸多的优点使其在多种调速方案中脱颖而出，在诸如龙门刨床频繁正反转起制动的机械上应用，效果尤为突出。
2005年10月，国家发改委、科技部、国家环保总局联合发布节能指导文件，已把开关磁阻电动机调速系统作为节能产品进行推广，在市场上已经得到认可，其节能降噪，提高可靠性等优点已经得到广大改造用户的赞扬和肯定。
开关磁阻调速电动机系统开关磁阻电机系统是一种机电一体化节能型调速电机系统。
开关磁阻电机的原理遵循“磁阻最小的原理”磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，因而磁场扭曲而产生磁阻性质的电磁转矩，开关磁阻电机系统是由开关磁阻电动机、功率变换器及控制器组成。
同传统的直流及交流电机调速系统比较，具有以下优点：电机结构简单、坚固、制造成本低；效率高，不仅在额定输出状态下，而且在宽广的调速范围内也能保持高效率运行；一般系统效率达80%以上；启动转矩大、启动电流小；制动性能好，能实现再生制动，节约电能效果显著；系统调控性能好，可实现四象限控制灵活控制；维护方便，具有无刷结构，适合于在高粉尘、高速、易燃易爆等恶劣环境下运行；可以在各行各业应用。
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开关磁阻电机调速系统标准
关于开关磁阻电机调速系统的标准，通常会包括以下内容：
1. 电机性能标准：包括电机的额定功率、额定转速、额定电压、额定电流等参数的要求，以及电机的效率、功率因数、噪音和振动等性能指标的限制。
2. 控制系统标准：包括电机调速系统的控制器、传感器、接口和通信协议等方面的要求，确保系统能够稳定可靠地实现调速功能。
3. 安全标准：包括电机调速系统的安全保护装置、对电气和机械安全的要求，以及对人身和设备安全的保护措施等内容。
4. 环境适应性标准：包括电机调速系统在不同环境条件下的适应性要求，如温度、湿度、震动等方面的要求。
5. 能效标准：包括电机调速系统的能效要求，确保系统在不同负载和转速下能够实现高效节能的运行。
这些标准的制定和执行可以帮助确保开关磁阻电机调速系统的性能、安全性和可靠性，促进该技术在各个行业的应用和推广。
同时，
也有助于推动相关技术的研发和创新，促进整个电机调速系统行业的发展。