新型开关磁阻电机系统
一种新型的电机调速系统——开关磁阻电机系统
一种新型的电机调速系统——开关磁阻电机系统
陈昊
【期刊名称】《上海电力》
【年(卷),期】2008(21)3
【摘要】开关磁阻电机系统具有结构简单、无刷、耐恶劣环境、动态响应好以及在较宽转速范围内运行效率高的优点,可在多种工业领域内广泛应用.文章介绍了开关磁阻电机系统结构及运行原理,给出了几种常见的开关磁阻电机结构,从简化定子嵌线工艺、增加单位体积输出容量、减小转矩脉动、提高系统效率角度考虑,推荐选用三相12/8结构.描述了几种常见的三相开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑,从降低功率开关器件电压定额要求、减小相电流峰值、提高系统效率、各相控制独立性好等方面衡量,建议采用三相不对称桥式功率变换器,最后给出了研制的几种开关磁阻电机系统样机照片.
【总页数】5页(P252-256)
【作者】陈昊
【作者单位】中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐州,221008
【正文语种】中文
【中图分类】TM352
【相关文献】
1.一种新型的调速装置——开关磁阻电机调速系统 [J], 赵光新
2.一种五相开关磁阻电机调速系统的设计与实现 [J], 申伯纯;林锋
3.一种开关磁阻电机调速系统的设计 [J], 郭云玲;马永翔
4.新型调速系统—开关磁阻电机 [J], 嵇恒
5.一种新型变速传动装置：开关磁阻电机调速系统 [J], 马仁富;胡轶
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一种新型的电机调速系统_开关磁阻电机系统
一种新型的电机调速系统 开关磁阻电机系统陈 昊(中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏 徐州 221008)摘 要:开关磁阻电机系统具有结构简单、无刷、耐恶劣环境、动态响应好以及在较宽转速范围内运行效率高的优点,可在多种工业领域内广泛应用。
文章介绍了开关磁阻电机系统结构及运行原理,给出了几种常见的开关磁阻电机结构,从简化定子嵌线工艺、增加单位体积输出容量、减小转矩脉动、提高系统效率角度考虑,推荐选用三相12/8结构。
描述了几种常见的三相开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑,从降低功率开关器件电压定额要求、减小相电流峰值、提高系统效率、各相控制独立性好等方面衡量,建议采用三相不对称桥式功率变换器,最后给出了研制的几种开关磁阻电机系统样机照片。
关键词:开关磁阻;电机系统;电气传动;数字信号处理器(D SP);电动机车中图分类号:T M352 文献标识码:A1 引言开关磁阻电机系统电机结构坚固耐用、制造成本低、维护方便,系统调控性能好,四象限控制灵活,运行效率高;其电机定子采用集中式绕组,线圈嵌装容易、牢固。
热耗大部分集中于定子,电机易于冷却。
仅由电工硅钢片叠成的电机转子上无绕组、无永久磁体,不会发生感应电动机转子笼断裂或烧熔的故障;其转子惯量小,易于调控;系统起动电流小,起动和加速力矩大,每小时起动次数不受限制,可做不间断的连续起动、制动工作,过载能力强;可工作于堵转状态下,而不烧电机;电机又是无刷结构,适合在高粉尘、易燃、易爆等恶劣环境下运行,可实现其他类型电机无法比拟的高效率、长寿命、低成本运行。
特别是它可做到磁路上及电路上各相相互独立,当某相发生故障时,通过切除故障相可以保证系统继续运转,因而它具有较高的运行可靠性和容错能力;多电机传动时,实现转速同步、功率配比控制方便。
充分发挥开关磁阻电机系统的优点,实现其它类型电机无法取代的高性能、长寿命应用,是当今国际电气界研究的方向之一。
英国在开关磁阻电机的研究开发方面做过开创性工作[1~3],我国从20世纪80年代中以来已开展了这方面的研究工作。
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
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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
开关磁阻电机驱动系统的运行原理及应用
开关磁阻电机驱动系统的运行原理及应用1.简介：开关磁阻电机由驱动器和电机两部分组成，其中驱动器根据外部输入源的指令向电机提供电流，而电机则将电流转化为转动力。
2.驱动电流：驱动器根据输入源的指令产生开关电流，该电流可以通过改变驱动器中的电流方向和大小来实现。
在每一个电机相中都有一个电流传感器，用于测量电流。
驱动器会根据这些测量结果，进行控制电机的电流。
3.磁化和消磁：当电流通过电机线圈时，它会产生磁场，从而使定子上的磁阻磁化。
然后，电流将被改变方向，导致磁阻逆磁化。
这个过程会不断重复。
4.转动力产生：由于磁阻的磁化和逆磁化，定子上的转子被吸引和排斥。
这个过程会持续下去，从而使电机转动。
1.工业机械：开关磁阻电机驱动系统可以应用于各种工业机械中，如机床、印刷机、绘图仪和工业机器人等。
它们能够提供高速、高力矩和高精度的转动控制，提高生产效率和产品质量。
2.汽车工业：开关磁阻电机驱动系统可以应用于汽车的多种部件中，如电动方向盘、电动驱动系统和汽车座椅调节器等。
它们能够提供精确的转动控制，提高汽车的舒适性和操纵性。
3.医疗设备：开关磁阻电机驱动系统可以应用于医疗设备，如手术机械、医疗床和医疗影像设备等。
它们能够提供平稳的转动和精确的位置控制，提高医疗设备的性能和安全性。
4.家用电器：开关磁阻电机驱动系统可以应用于家用电器，如洗衣机、空调和冰箱等。
它们能够提供高效的转动和低噪音的操作，提高家用电器的使用体验和节能效果。
总结：开关磁阻电机驱动系统通过开关磁阻电机的独特运动原理，提供高效、高速和高精度的电机控制。
它已经在各个领域得到广泛应用，并为相关行业的发展和进步做出了重要贡献。
未来，随着科学技术的不断进步，开关磁阻电机驱动系统有望进一步发展和创新，为人类社会的发展做出更大的贡献。
电动汽车开关磁阻电机驱动控制系统
电动汽车开关磁阻电机驱动控制系统开关磁阻电机驱动（Switched Reluctance Motor Drive，简称SRD）系统是一种新型的开关磁阻电机调速系统，主要由开关磁阻电机、功率变换器、控制器和检测器等几部分组成。
开关磁阻电机驱动系统兼有交流调速系统和直流调速系统的优点，结构简单、坚固耐用、可控参数多、控制方式灵活、可得到多种机械特性，在宽广的调速范围内均具有很高的效率，因此在工业电气传动、自动化控制和航空航天等领域均有着十分广阔的应用前景。
1 开关磁阻电机控制系统的结构开关磁阻电机驱动系统主要由开关磁阻电机、功率变换器、控制器和检测器等几部分组成。
开关磁阻电机是SRD系统中实现机电能量转换的部件；功率变换器的作用是将电源提供的电能经适当转换后提供给开关磁阻电机。
控制器则是SRD系统的中枢，它综合处理速度指令、速度反馈信号以及电流传感器、位置传感器的反馈信息，控制功率变换器中主开关器件的工作状态，从而实现对电机运行状态的控制，使之满足预定的运行要求；检测器包括电流检测和位置检测两部分，其中电流检测用以实现系统的电流反馈，位置检测则是通过检测定、转子的相对位置，来确定对相应绕组的换相操作和计算转速。
2 电动汽车开关磁阻电机驱动控制系统1/ 42.1 系统硬件以及组成设计首先应将位置信号确定为频率信号，而将电流信号全部模拟成相应的电压信号，再经过A/D专业转换之后再进行输入；对于开停信号还有各种保护信号等都需要在对进行相应的外围电路处理之后，让它逐渐转变成为开关信号，然后经I/O口输入。
需要注意的是，在信号输出过程中，相触发信号又被称作开关信号，而其余各种指示信号又被称作开关信号，所以在实际的运作过程中，我们可以使用单片机的I/O来进行信号输出。
位置传感器中的信号输入电路能够将电动机位置上的传感器所发出的信号波形，经过相应的整形转换在输进专用的8751单片机之后进行有效实现：①利用传感器波形来对电动机转子位置进行有效确定，从而对电动机通电相序进行有效控制；②利用传感器波形来对电动机运行过程中的实际转速进行有效确定，从而进行有效的PID运算。
开关磁阻电动机原理 ppt课件
i
Ust
Lk
r
L
t
(i 0)
(5-19)
式中
LK
Lm in
L
(1
1 )
这时的电流主要用于产生电磁转矩，因此这一段电流的大小 直接影响电动机的出力。
17
ppt课件
电力电子与电机系统控制研究所
从5-19可以看出， 开关磁阻电机的
负载电流与许多
参数有关，其中
属于可控的因素 是导通角α 1，不 同 α 1的可能形成
距。这样定子需切换通电 Nr次转子才转过一周，故电
机转速 n(r/min)与相绕组电压的开关频率 f之间的关系
为
n 60 f
(5-10)
Nr
f Nrn 60
(5-11)
给定子相绕组供电的功率变换器输出电流脉动频率
则为
fD
mNr n 60
(5-12)
7
ppt课件
电力电子与电机系统控制研究所
当旋转电势引起的压降为负则表示是发出电 功率，产生制动转矩
所以在开关磁阻电机中，为获得较大的有效 转矩应避免产生制动转矩，在绕组电感开始
随转子位置角 θ的增大而减少时应尽快使
绕组中电流衰减到零，这点十分重要。
13
ppt课件
电力电子与电机系统控制研究所
在开关磁阻电机中，电磁转矩的调节主要 是通过控制功率开关的开、关时刻，即开
直流电动机相仿的机械特性
在一定转 速 下 提 前 导 通 功 率 开 关，即 减 小 α1
角，可 增 加 相 电 流 直 线 上 升 时 间 ，增大了电机的 转矩
在 α1一定的情况下，增加α2 ，使产生电磁转矩的区间增加， 也可以使平均转矩增大。但是 α2过大时续流阶段可能会产生
开关磁阻电机发展概况及市场趋势
开关磁阻电机发展概况及市场趋势开关磁阻电机最早由美国的一家公司发明并推出市场，以其独特的优势受到了广泛关注和认可。
相比传统的电机技术，开关磁阻电机在效率和能耗方面有较大的优势。
它通过电流改变磁场的方向来控制转子的运动，不需要传统电机中的电刷和换向器，减少了能量的损耗和噪音的产生。
另外，开关磁阻电机还具有高转矩和启动扭矩大的特点，适用于各种负载要求。
随着磁力材料和电子技术的不断进步，开关磁阻电机的性能和效率也在不断提高。
目前，开关磁阻电机的效率已经可以达到90%以上，超过了传统的感应电机和齿轮电机。
而且，开关磁阻电机的设计结构相对简单，制造成本较低，具有较长的使用寿命，这些特点进一步提升了其市场竞争力。
在应用方面，开关磁阻电机已经被广泛应用于家电、汽车、机械制造、航空航天等行业。
在家电领域，开关磁阻电机可以用于风扇、抽油烟机、冰箱压缩机等产品，提供高效率和低噪音的运行。
在汽车领域，开关磁阻电机可以应用于电动车辆的驱动系统，提供高转矩和高效率的驱动力。
在机械制造和航空航天领域，开关磁阻电机可以用于机械传动系统和飞行器的动力系统，提供可靠的运行和精确的控制。
市场趋势方面，开关磁阻电机在未来将有更广阔的市场前景。
一方面，随着人们对能源利用效率和环境保护意识的增强，对高效率和低能耗的电机需求将越来越高。
开关磁阻电机作为一种高效的电机技术，将可以满足这一需求。
另一方面，随着新能源汽车的普及和需求的增加，对高效率、高转矩和低噪音的电机也将越来越大，而开关磁阻电机正是满足这些需求的理想选择。
总之，开关磁阻电机是一种具有很大发展潜力和市场前景的新型电机技术。
它可以实现高效率、高转矩、低能耗和低噪音的运行，已经在多个领域展示出了广阔的应用前景。
随着磁力材料和电子技术的不断进步以及对能源效率和环境保护需求的增加，开关磁阻电机在未来的市场趋势将更加明确和广阔。
开关磁阻电机发展综述
二、新型开关磁阻电机的改进技 术
随着科技的发展，新型开关磁阻电机在传统的基础上进行了许多改进。以下 是一些主要的技术发展：
1、磁性材料优化
新型开关磁阻电机采用了高磁导率、低损耗的磁性材料，如钕铁硼等，提高 了电机的效率和功率密度。此外，通过对磁性材料的优化设计，可以更好地利用 磁场，提高电机的扭矩输出。
开关磁阻电机的原理和结构
开关磁阻电机是一种利用磁场和电场转换原理实现电能和机械能转换的电机。 其结构包括定子、转子和控制器三个部分。定子由硅钢片叠压而成，上面镶嵌有 集中绕组，形成磁场。转子为非磁性材料制成，上面安装有多个永磁体，用于产 生磁场。控制器通过调节电流的大小和方向，控制电机的转速和转向。
四、结论
新型开关磁阻电机在各个方面都有了显著的发展，无论是从材料、设计还是 控制算法上，都为未来的应用提供了强有力的支持。随着各种新技术和新材料的 出现，新型开关磁阻电机的发展前景将更加广阔。在未来，期待看到新型开关磁 阻电机在更多领域中的应用和创新。
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开关磁阻电机发展综述
目录
01 开关磁阻电机的原理 和结构
03 参考内容
02
Hale Waihona Puke 开关磁阻电机的应用 领域和性能特点
开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor，简称SRM）作为一种常见的 电机类型，具有较高的实用价值和理论研究价值。本次演示将搜集到的文献资料 进行归纳、整理及分析比较，逐一介绍开关磁阻电机的特点、研究现状及不足。
3、维护简单：由于结构简单，转子不需维护，因此维护成本较低。
4、可靠性高：由于没有复杂的控制系统和易损件，因此开关磁阻电机的可 靠性较高。
4、可靠性高：由于没有复杂的 控制系统和易损件，因此开关磁 阻电机的可靠性较高。
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新型开关磁阻电机系统
图４直接传动式开关磁阻伺服电动机系统计算机仿真平台界面
课题组还建立了开关磁阻调速电动机实验测试系统、开关磁阻伺服电动机实验测试系 统、开关磁阻变速发电实验测试系统、开关磁阻直线电机实验测试系统、双开关磁阻调速电
弟日篇控制科学与技术
图６开关磁阻电机８ＸＣｌ９６ＫＢ／ＫＣ单片机研发系统照片
墓越Ｆ
图７开关磁阻电机ＴＭＳ３２０Ｆ２４０媸ｐ研发系统照片
市轻轨列车城市有轨电车、城市无轨电车及电动汽车的电气牵引，机床上的高性能电机驱
动，吸尘泵、离心干燥机等高速电气传动、航空航天器电气传动，家用电器的电机变速传动
等。目前已具备了有自主知识产权的功率为６００ ｋｗ以内各种系列开关磁阻电机系统的研
磁阻调速电动机作电动自行车的传动系统，具有较高的性能价格比和广阔的产业化前景。
所研制的由开关磁阻调遵电动机驱动的电动白行车如图２所示。
图２开关磁阻｛胃速电动机驱动的电动自行车照片
第日篇控制科学与技术
４伺服传动应用
开关磁阻调速电动机具有转矩惯量比大、动态响应快的优点，因此，它作为直接何服传 动系统具有赶好的应用前景。课题组主持完成了扛苏省高技术研究项目——“新型直接传 动式开关磁阻伺服电动机系统研究”．创建并宴施了基于数字信号处理器（ＤＳＰ）控制的直接 传动式开关磁阻伺服电动机系统启动及四象限运行全数字控制技术；创建并实施了基于数 字信号处理器（ＤＳＰ）控制的直接传动式开关碰阻伺服电动机系统转子定位全数字控制技 术；创建并实施了一种开关磁阻伺服电动机非直接式转子位置传感器控制方法，无须直接式 转子位置传感器，叮使其转子在任意角度上定位；刨建并实施了直接传动式开关碰阻伺服电
２煤矿设备应用 现在煤矿设备的传动方式主要有以下几种：液压传动、直流电机调速传动、交流电机变
频调速传动。液压传动方式由于维护工作量大及成本高、技术性能局限性强已属淘汰趋势； 直流电机调速传动方式虽然技术成熟，但直流电机是有刷结构，维护工作量大，整流子故障 多；绕线式异步电机转子串电阻调速系统由于调速性能差，运行效率低，电阻冷却困难等缺 点也只能用于少数场合；交流电机变频调速系统启动转矩不够大，不能频繁启动，国内的公 司还未能很好地掌握变频器的核心技术，产品基本上依靠国外进口，维修困难。 开关磁阻电机系统在煤矿井下的生产设备上，如刮板输送机、胶带输送机、电牵引采煤 机、工矿电机车、掘进机、电动滚桶及局部风机和水泵等，具有良好的应用前景。课题组通过
ｅｔｙ，Ｖ０１．２，２００１．１１．（Ｄｅｎｖｅｒ，ＵＳＡ）ＰＰ．１４８３—１４８７
［４］Ｃｈｅｎ Ｈａｏ。Ｍｅｎｇ Ｘｉａｎｊｕｎ．Ｔｗｏ Ｑｕａａｒａｎｔｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ
ｏｆ ｔｈｅ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅ ｆｏｒ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｒｉｖｅ Ｂｉｃｙｃｌｅ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２００１ ＩＥＥＥ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｍａｎ，ａｎｄ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ ＣｏｌＥｆｅｒｔ可ｌｃｅ．Ｖ０１．
Ｊ，Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ ＪＭ．Ｂｌｅｎｋｉｎｓｏｐ ＰＴ
ｅｔ
ｄ
Ｖａｆｉａｂｌ¨ｐｅｅｄ Ｓｗ＊ｌｃｈｅｄＲｅｌｕｃｔａｎｃｅＭｏｔｏｍ
ＩＥＥＥ
Ｐ血Ｂ，１９８０，１２７（４）＋２５３ ２６５
２］陈吴开关磁阻｛胃速电动机的原理ｌ设计、应用僚州中国矿业大学出版社，２０００
１０
新型开关磁阻电机系统 ［３］Ｃｈｅｎ
发展电动自行车，作为中孙城市的代步工具，具有良好的发展前景。驱动电机系统是电动
自行车的关键部件之一，也是电动自行车开发中的“瓶颈”之一。开关磁阻电机转子无刷、
无绕组亦无永磁体，定子线圈嵌装容易，端部短而牢固，制造工艺简单，成本低；开关磁阻电 机转矩方向与相电流方向无关，只要控制各相在不同电感区域内的瞬时电流，即能方便地实 现电动和制动运行状态的切换，在宽广的转速和功率范膈内均具有高输出和高效率，用开关
制开发能力。 致谢：作者感谢江苏省普通高等学校高新技术产业发展项目（ＪＨ０３ ００２）、江苏省高校
“青蓝工程”中青年学术带头人培养人选资助项目（苏教师ｉ２００２］６０号）和江苏省“３３３新世 纪科学技术带头人培养工程”培养对象资助项目（资助号：２００３ １６）Ｘ｝本文研究工作的资助。 参考文献
１１
Ｌａｗｒ—Ｐ
矿企业应用表明，采用上述创新成果减少了电机车传动系统的维修量，实现了电机车再生制
新型开关磁阻电机最统
动控制、节约电能，提高了煤矿井下电机车运行的可靠性盔济性。此外，还研制成功了适合
煤矿井下应用的大功率隔爆型开关磁阻电动机，其照片如图１所示。
图１大功率隔爆型开关磁阻电动机照片
３电动自行车应用
我国是一个磁阻变速发电系统仿真模型；建立了开关磁阻直线电机系统仿真模型；建立了多台开关磁阻 调建屯动机并联传动系统仿真模型。创建，“开关磁阻电机及其控制系统计算机仿真平 台”，为开关磁阻调速电动机系统、开美磁阻伺服电动机系统、开关磁阻变速发电系统、开关
磁阻直线电机系统、多台开关磁阻调速电动机并鞋传动系统的结构参数与控制参数设计和
上述软硬件研究平台的创建，为开关磁阻电机及其控制系统的基础理论研究和新产品 的开发设计奠定了坚实的基础，积极推动和拓宽了开关磁阻电机系统在工业各领域的应用。
６结束语
对新型开关磁阻电机及控制系统进行的研究．丰富和发展了开关磁阻电机系统及其控 制理论，促进了其技术进步和工程应用。开关磁阻电机系统在其他行业也具有广阔的应用 前景，如电动助力车、电瓶车的电气调速牵引，节能型风机和水泵的变速传动，地铁列车、城
Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ．２００５．７．（Ｎｉａｇａｒａ
Ｆａｌｌｓ，Ｑｍｄａ）
作者简介
陈昊，１９６９年６月生，中国矿业大学教授、博士生导师，中国矿业大学“电力电子与电力传动”国家重点 学科带头人之一。多年来一直从事电机及其控制领域的应用基础理论研究、技术开发与应用以及人才培养 工作。作为负责人先后主持并完成国家级项目３项、省部级项目８项、企业委托研发项目２项。已出版专 著１本，在国内外发表论文１００余篇，Ｅｌ、ＩＳＴＰ已收录９０余篇次。获江苏省科技进步二等奖２项，北京市 科技进步三等奖１项，江苏省优秀软件三等奖１项。迄今已申请国家发明专利５项、实用新型专利１项。 工作单位：中国矿业大学信息与电气工程学院；地址：江苏省徐州市中国矿业大学信息与电气工程学院；邮 编：２２１００８；电话：０５１６．２１１５６３３；Ｅ－ｍａｉｈｃｈｅｎｈａｏｃｕｍｔ＠ｔｏｍ．ｅＯＩＴＩ，ｈｃｈｅｎ＠ｃｕｍｔ．ｅｄｕ．∞ｏ
３６３
Ｉ－－ｌａｏ，Ｘｉｅ Ｇｕｉｌｉｎ．Ｔｈｅ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｄｒｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ Ｉ））ｕｂｌｅ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒｓ ｆｏｒ １．．．ＯＣＯＩｎＯ－
ｔｉｒｅ Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｐｐｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２７ Ａｎｎｕａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓｏｄ—
３５８
第四篇控制科学与技术
新型开关磁阻电机系统
陈
昊
（中国矿业大学信息与电气工程学院，徐州２２１００８）
摘要：本文首先介绍了开关磁阻电机系统在煤矿井下电机车传动系统上的应用、电动自 行车传动系统上的应用及伺服电动机系统上的应用，给出了所研制的大功率隔爆型开关磁 阻电动机照片、开关磁阻调速电动机驱动的电动自行车照片争直接传动式开关磁阻伺服电 动机系统照片。接着给出了开关磁阻电机系统计算机仿真平台所涵盖的仿真模型种类及 有关计算机仿真平台的界面，还给出了硬件研究平台中转矩转速测试装置照片及两种研发 系统的照片。 关键词：开关磁阻；电机控制；电动车；软件平台；硬件平台
完成原国家经贸委更新改造专项计划项目——“煤矿井下电机车传动系统的研究”，以煤矿
井下电机车的传动系统为研究对象，采用开关磁阻调速电动机作为电机车的传动系统，以取 代串激直流电动机传动系统。创建并实施了适合于煤矿井下电机车传动系统的开关磁阻调 速电动机传动系统方案、三相开关磁阻调速电动机固定导通角ＰＷＭ控制策略、再生制动控 制策略、电机转子位置检测器方案和功率变换器主开关基本触发信号逻辑分配方案。经厂
５，２００１．１０．（Ｔｕｃｓｏｎ，ＵＳＡ）ＰＰ．３１６３．３１６８
［５］Ｃｈｅｎ
Ｈａｏ，Ｚｈｕａｎｇ
Ｆ钿ｇｆ朗ｇ．Ｎｏｖｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｄｕｃｔａｎｃｅ
０１３
Ｓｅｒｖｏ Ｄｉｒｅｃｔ—Ｄｒｉｖｅ
ｓｙｓｔ锄．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ
ｏｆ ２００５
ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
１前言
开关磁阻电机系统是一种新型的机电一体化无级调速电机系统，由电机本体和控制器 两部分组成。它兼有交流调速系统电机简单坚固、无刷、无整流子和直流调速系统调速性能
好的优点。由于具有启动电流小，启动转矩大，易做成防爆水冷结构，可以频繁重载启动，维
修工作量小等优势，因此完全适用于恶劣的工作环境。本文介绍了课题组在促进开关磁阻 调速电机系统技术进步和工程应用方面所取得的成果。
新型开关磁阻电机系统
作者： 作者单位： 陈昊 中国矿业大学信息与电气工程学院,徐州 221008
本文链接：/Conference_7048640.aspx
动机并联传动系统实验测试系统，为其系统稳态性能和动态性能测试、试验验证，创建了“开 关磁阻电机及其控制系统硬件研究平台”。开关磁阻电机转矩转速测试装置如图５所示。 开关磁阻电机８ＸＣｌ９６Ｋｔ？，／ＫＣ单片机研发系统如图６所示。开关磁阻电机ＴＭＳ３２０Ｆ２４０ ＤＳｐ研发系统如图７所示。
囤５开关磁阻电机转矩转速测试装置照片