工程應(yīng)用綜合設(shè)計報告(陳雯雯)(共17頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上南 通 大 學(xué)工程應(yīng)用綜合設(shè)計報告題目 四相開關(guān)磁阻電機的線性仿真 學(xué) 生 姓 名 陳雯雯   學(xué) 院 電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 電123 學(xué) 號 起訖日期 2015/12/212016/1/15 指導(dǎo)教師 瞿遂春 職稱 教授 發(fā)放日期 2015 年 12 月 21 日摘 要隨著當(dāng)前石油資源短缺和環(huán)境污染的加劇，電動汽車的發(fā)展又受到人們的重視。目前，作為電動汽車驅(qū)動用電機有很多，開關(guān)磁阻電機因其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、整個系統(tǒng)具有效率高、可控參數(shù)多、起動電流小、起動轉(zhuǎn)矩大等特點，是極具發(fā)展?jié)摿Φ碾妱榆囼?qū)動電機之一。開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)是一種

2、新型的變速拖動系統(tǒng)，其調(diào)速性能與其他調(diào)速系統(tǒng)相比更加優(yōu)良，它由雙凸極的磁阻電機、功率變換器、位置傳感器、控制器組成。雖然其具有很好的調(diào)速性能，但也存在許多問題，比如開關(guān)磁阻電機理想的實用數(shù)學(xué)模型很難建立，電機轉(zhuǎn)矩脈動、噪音大，位置傳感器的使用增加了電機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性而降低可靠性，這些問題都有待進(jìn)一步研究和完善。在對前人研究成果以及大量資料文獻(xiàn)的了解下，介紹了當(dāng)前電動車車用電機的情況和發(fā)展趨勢，通過對比其他調(diào)速系統(tǒng)，分析說明了開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點。全面總結(jié)了開關(guān)磁阻電動機的發(fā)展方向及應(yīng)用前景，描述了開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的四個組成部分和運行情況。從分析SR電機的性能入手，在Matlab/

3、Simulink下建立了開關(guān)磁阻電機的線性仿真模型，并對模型進(jìn)行了詳細(xì)的仿真分析研究，分析存在問題和解決方向。這為以后運用在電動車上作為驅(qū)動系統(tǒng)打下了堅實的理論基礎(chǔ)。目 錄第 1 章 緒 論1.1前言汽車開發(fā)出來已經(jīng)有一個多世紀(jì)，已經(jīng)發(fā)展成為快捷、舒適的交通工具，在人類生活中占據(jù)著不可或缺的地位。然而，近年來汽車排氣中的氮氧化物及浮游微粒物質(zhì)等所引起的大氣污染以及二氧化碳所引起的地球變暖等被看成是嚴(yán)峻的問題，此外，作為燃料使用的不可再生資源石油，總有一天要枯竭。這就意味著以廉價石油作為能源的汽車總有一天會動不了。電動汽車是 20 世紀(jì)最偉大的 20 項工程技術(shù)成就中前兩項即“電氣化”和“汽車”

4、的融合產(chǎn)物。開發(fā)電動汽車是世界汽車業(yè)的新趨勢，電動汽車具有高效率、低排放的特性，能源的利用效率高、環(huán)境污染度低。其次電動汽車的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速、加速快，它也還可以實現(xiàn)再生制動和能量回收，提高電動汽車制動的安全性和可靠性。1.2開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng)發(fā)展1.2.1開關(guān)磁阻電機的發(fā)展目前，SR 電機得到了很大的發(fā)展，產(chǎn)品已經(jīng)廣泛地或開始應(yīng)用于電動車驅(qū)動系統(tǒng)、家用電器（洗衣機、食品加工機械等）、通用工業(yè)（風(fēng)機、泵、壓縮機等）、伺服與調(diào)速系統(tǒng)、牽引電機、高轉(zhuǎn)速電機（用于紡織機、航空發(fā)動機、電動工具、離心機傳動等）。功率范圍從 10W（轉(zhuǎn)速為 10000r/min到 5MW（轉(zhuǎn)速為 50r/min），轉(zhuǎn)速上限

5、達(dá) r/min，幾乎難以找到 SR 電機不適合的領(lǐng)域。）1.2.2 開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng)開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng) SRD（Switched Reluctance Motor Drive System，簡稱SRD）主要由四部分組成：開關(guān)磁阻電機、功率變換器、控制器及位置檢測器。如下圖 1.1 所示：圖 1.1 開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng)組成開關(guān)磁阻電機是 SRD 系統(tǒng)中實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的部件。功率變換器向 SR 電機提供運轉(zhuǎn)所需的能量，由蓄電池和交流電整流后得到的直流電供電?？刂破魇窍到y(tǒng)的中樞。它綜合處理速度指令、速度反饋信號及電流傳感器、位置傳感器的反饋信息，控制功率變換器中主開關(guān)器件的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對 S

6、R 電機運行狀態(tài)的控制。1.2.3開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng)優(yōu)缺點優(yōu)點：（1）SR 電機結(jié)構(gòu)簡單、成本低、適合于高速運行；(2)電機各相獨立工作，系統(tǒng)可靠性高；(3) 功率電路簡單可靠；起動轉(zhuǎn)矩高，啟動電流小；(4) 可控參數(shù)多，調(diào)速性能好；(5) 適用于頻繁起動、停車以及正反轉(zhuǎn)運行；(6) 效率高，損耗??；缺點：(1)由于是磁阻式電動機，其能量轉(zhuǎn)換密度低于電磁式電動機；(2)轉(zhuǎn)矩脈動較大，通常 SR 電機轉(zhuǎn)矩脈動的典型值為±15%。由轉(zhuǎn)矩脈動所導(dǎo)致的噪聲及諧振問題也較為突出；(3)電機相數(shù)越多，所需功率器件數(shù)越多； (4)需要位置檢測，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，降低其可靠性。1.3 開關(guān)

7、磁阻電機控制系統(tǒng)應(yīng)用SRD 作為一種新型調(diào)速系統(tǒng)，具有良好的調(diào)速性能和高速運行特性，兼有直流傳動和普通交流傳動的優(yōu)點，正逐步應(yīng)用在家用電器、一般工業(yè)、伺服與調(diào)速系統(tǒng)、牽引電動機、高速電動機、航天器械及汽車輔助設(shè)備等領(lǐng)域，特別在航空航天和電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展較快，非常引人注目。第 2 章 開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng)開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng)是由開關(guān)磁阻電動機、功率變換器、控制器以及電流、位置檢測器相互協(xié)調(diào)工作的一種調(diào)速系統(tǒng)。本章簡要說明了開關(guān)磁阻電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，詳細(xì)論述了開關(guān)磁阻電機的四個組成部分，并且分析了開關(guān)磁阻電動機控制系統(tǒng)(SRD)的運行特性。2.1開關(guān)磁阻電機概述SR 電機是一種電能量

8、轉(zhuǎn)換裝置。根據(jù)可逆原理，SR 電機既可以將電能轉(zhuǎn)換為機械能即電動運行，也可將機械能轉(zhuǎn)換為電能即發(fā)電運行，但內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系不能簡單看成是 SR 電機的逆過程。2.1.1開關(guān)磁阻電機的結(jié)構(gòu)SR 電機的定、轉(zhuǎn)子的凸極均由普通硅鋼片疊壓而成，轉(zhuǎn)子既無繞組也無永磁體，定子上有集中繞組，徑向相對的兩個繞組串聯(lián)構(gòu)成一個兩極磁極，稱為一相。SR 電機可由相數(shù)不同而分為單相、兩相、三相電機等，且定、轉(zhuǎn)子極數(shù)有不同搭配，但低于三相的電機沒有自啟動能力，對于有自啟動能力的電機，一般選擇表 2.1 所示的定、轉(zhuǎn)子極數(shù)組合方案。相數(shù)多，步距角小，利于減小轉(zhuǎn)矩脈動，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且主開關(guān)器件多，成本高。目前用的最多的

9、是四相（8/6）和三相（6/4 或 12/8）電機。圖2.1 所示為四相（8/6）SR 電機結(jié)構(gòu)原理圖，僅畫出 A 相繞組及供電電路。其中 AA1 為一相，S1 和 S2 為主開關(guān)，VD1 和 VD2 為續(xù)流二極管，當(dāng) S1、S2導(dǎo)通時，A 相繞組從直流電源吸收電能，關(guān)斷時，繞組電流通過續(xù)流二極管將剩余的能量回饋給電源。因此，它具有能量回饋的特點，系統(tǒng)效率高。2.1.2開關(guān)磁阻電機的運行原理（1） 電動運行原理依據(jù)“磁阻最小原理”磁通總要沿著磁阻最小的路徑閉合，而具有一定形狀的鐵心在移動到最小磁阻位置時，必使自己的主軸線與磁場的軸線重合。在圖2.1 中，當(dāng)定子 DD1 極勵磁時，所產(chǎn)生的電磁力

10、使臨近的轉(zhuǎn)子極對旋轉(zhuǎn)至與磁力線重合的軸線上，以圖中定、轉(zhuǎn)子所處的相對位置作為起始位置，依次給 DABC 相通電，轉(zhuǎn)子則會逆著磁力線以逆時鐘方向旋轉(zhuǎn)，反之，依次給 BCDA 相通電，轉(zhuǎn)子則會作順時鐘方向旋轉(zhuǎn)。如圖 2.2 電感上升區(qū)間為電動區(qū)間。（2） 發(fā)電運行原理與電動機運行時不同，如果繞組在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)離“極對極”位置（如圖 2.2 中電感下降區(qū)）時通電，產(chǎn)生的電磁阻性電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)使電機回到“極對極”位置，但原動機驅(qū)動轉(zhuǎn)子克服電磁轉(zhuǎn)矩繼續(xù)逆時鐘旋轉(zhuǎn)。此時電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子運動方向相反，阻礙轉(zhuǎn)子運動，是阻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到下一相的“極對極”位置時，控制器根據(jù)新的位置信息向功率變換器發(fā)出命令，關(guān)斷當(dāng)前相

11、的主開關(guān)元件，而導(dǎo)通下一相，則下一相繞組會在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)離“極對極”位置通電。這樣，就可以產(chǎn)生連續(xù)的阻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，在原動機的拖動下發(fā)電，從而將機械能轉(zhuǎn)換為電能。2.2功率變換器功率變換器是開關(guān)磁阻電動機運行時所需能量的提供者，是連接電源和電動機繞組的開關(guān)部件。通過它將電源能量饋入電機，也可將電機內(nèi)的磁場儲能反饋回電源。功率變換拓?fù)潆娐?電機雙繞組型這種主電路可適用于任意相數(shù)的開關(guān)磁阻電機，尤其適宜于低壓直流電源。2電容裂相型這種主電路結(jié)構(gòu)只適用于偶數(shù)相的開關(guān)磁阻電機。3H 橋型只適合于四相或者四的倍數(shù)相的 SR 電機。4不對稱半橋型5具有最少數(shù)量主開關(guān)器件的功率變換器電路這種結(jié)構(gòu)能很方便地增加電動機相數(shù)

12、、減少轉(zhuǎn)矩脈動而不增加變換器成本。在工業(yè)中運用起來很有實用價值。表 2.2 為各個拓?fù)潆娐返男阅鼙容^，在本論文中，從實際出發(fā)，確保各相能獨立控制且主開關(guān)器件盡量少，控制簡便可靠，并從提高效率、電機槽及銅線利用率的角度出發(fā)，采用最少數(shù)量主開關(guān)器件的功率變換器電路。它保留了橋式電路的優(yōu)點，所用主開關(guān)器件數(shù)最少，降低了成本。因為 A 相和 C 相、B 相和 D相的電流不會重疊，所以可保證任一時刻流過各主開關(guān)器件的電流僅是一相電流，通過主開關(guān)器件的峰值電流即為相電流峰值。各主開關(guān)器件的熱耗不再相等，顯然，接至兩相繞組的主開關(guān)器件 S1、S4 的熱耗較大，同時主開關(guān)器件的控制策略的復(fù)雜性降低，在系統(tǒng)的調(diào)

13、速性能方面更優(yōu)越。以 A 相為例，該相有兩個主開關(guān)管 S1 和 S2 及續(xù)流二極管 D1 和 D2。其中，上下兩只主開關(guān)管是同時導(dǎo)通和關(guān)斷的。當(dāng) S1、S2 導(dǎo)通時，D1 和 D2 截止，電源電壓加至 A 相繞組的兩端，產(chǎn)生相電流；當(dāng) S1、S2 關(guān)斷時，D1、D2 正向?qū)?，A 相繞組電流通過 D1、D2 續(xù)流，回饋電能。2.3 主控制器控制器綜合處理位置檢測器、電流檢測器提供的電機轉(zhuǎn)子位置、速度以及電流等反饋信息及外部輸入的指令，實現(xiàn)對 SR 電機運行狀態(tài)的控制，是 SRD 的指揮中樞?？刂破饕话阌蓡纹瑱C或者 DSP 芯片及外圍接口電路組成，在其中實現(xiàn)電機參數(shù)的比較分析以及控制運行算法的實

14、現(xiàn)，在 SRD 系統(tǒng)中，要求控制器實現(xiàn)下述性能：（1）電流斬波控制；（2）角度位置控制；（3）啟動、控制、停車及四象限運行；（4）速度調(diào)節(jié)。綜合采用有效的電機控制策略，減少轉(zhuǎn)矩脈動降低噪聲，實現(xiàn)電機優(yōu)良的調(diào)速性能。2.4系統(tǒng)反饋信號檢測2.4.1 電流檢測開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng)需要進(jìn)行相電流的檢測，電流檢測是開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)電流斬波控制方式的需要，也是實現(xiàn)過流保護(hù)的需要。開關(guān)磁阻電動機的相電流具有單向、脈動以及波形隨運行方式、運行條件不同而變化的特點。目前，開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的電流檢測方法主要有：(1)電阻采樣法；(2)直流電流互感器采樣法；(3)霍爾電流傳感器采樣法；(4)磁敏電阻采

15、樣法。2.4.2位置檢測位置檢測是開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)自同步運行的前提條件，對于開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)來說，位置信號具有決定作用，電機需要通過位置信號來決定哪一相應(yīng)該導(dǎo)通以及在什么時刻開通和關(guān)斷。設(shè)開關(guān)磁阻電機的定子極數(shù)為sN ，轉(zhuǎn)子極數(shù)為rN ，一般是sN rN ，則轉(zhuǎn)子的步進(jìn)角s ，應(yīng)為轉(zhuǎn)子的極距角r 為：（m 為電動機相數(shù)，其為定子極數(shù)一半。）2.4.3速度檢測SR 電機的運行速度一般是通過位置傳感器的信號轉(zhuǎn)換得來，當(dāng)電機角速度為r （rad/s）時，其一相轉(zhuǎn)子位置檢測信號的頻率為：其中r =2n/60 。由此可見，轉(zhuǎn)子位置檢測信號的頻率與電動機的轉(zhuǎn)速成正比，測出轉(zhuǎn)子位置檢測信號的頻

16、率即間接測得轉(zhuǎn)速。2.5運行特性分析開關(guān)磁阻電機一般運行在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)。在這兩個區(qū)域內(nèi)，電機的實際運行特性可控。通過控制條件，可以實現(xiàn)在實線以下的任意實際運行特性。在第一個臨界轉(zhuǎn)速基速b 以下，電機輸出恒轉(zhuǎn)矩，為限制電磁max 、電流 i 不超過電機和可控開關(guān)器件的容許值，應(yīng)調(diào)節(jié)外加電壓U 和開關(guān)角on、off 這三個可控變量，此時一般采用電流斬波控制方式。它是通過固定開關(guān)角on 、off ，通過斬波控制外加電壓的有效值，如圖 2.9（b）所示。在第一、第二臨界轉(zhuǎn)速之間，電動機輸出恒功率，在高于b 的速度范圍內(nèi)運行，因旋轉(zhuǎn)電動勢較大，開關(guān)器件導(dǎo)通的時間較短，因此電流較小，當(dāng)外加電壓U和開

17、關(guān)角on 、off一定的條件下，隨著角速度 的增加， 或 i將以1 下降，而轉(zhuǎn)矩 T 以2下降，此時可采用角度位置控制方式APC）通過按比例地增大導(dǎo)通角c =off -on來補償，延緩轉(zhuǎn)矩 T的下降速度，如圖 2.9（a）。2.6本章小結(jié)本章主要介紹了開關(guān)磁阻電機的幾個組成部分，著重對比分析了目前幾種常見的功率驅(qū)動電路，對電機電流、位置和速度計算進(jìn)行了簡要的介紹。分析了電機的運行特性第 3 章 開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)建模SR 電機由于其雙凸極的結(jié)構(gòu)特點，磁路和電路的非線性、開關(guān)性，使得定子繞組電流和磁通波形極不規(guī)則，目前已有多種磁鏈模型建模方法如線性法、準(zhǔn)線性法、函數(shù)解析法、表格法、有限元分析法和神

18、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。3.1開關(guān)磁阻電機建模3.1.1 基本方程雖然電機的雙凸極結(jié)構(gòu)導(dǎo)致磁路和電路的非線性、開關(guān)性，使得電機的各個物理量隨轉(zhuǎn)子位置作周期性變化，定子電流和磁通波形極不規(guī)則，但仍能依據(jù)電磁感應(yīng)定律、全電流定律、能量守恒定律等基本的電磁關(guān)系，寫出 SR 電機的基本平衡方程式。對 k 相 SR 電機，當(dāng)不計磁滯、渦流及繞組間互感時，根據(jù)電路定律可得到 SR 電機單相的電壓平衡方程式： （3-1）式中：Uk為 k 相繞組兩端的電壓；Rk 為 k 相繞組的電阻；ik為k相繞組的電流；k為k 相繞組的磁鏈。一般來說，k 為繞組電流ik 和轉(zhuǎn)子位移角 的函數(shù)，而磁鏈可用電感和相電流的乘積表示，忽略相間

19、的互感，即可以表示為： （3-2）代入式（3-1）中： （3-3）當(dāng)電動機電磁轉(zhuǎn)矩Te 與作用在電機軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不相等時，就會產(chǎn)生加速度，轉(zhuǎn)速就會發(fā)生變化，由力學(xué)定律得出電機的機械方程： （3-4）式中： 為轉(zhuǎn)子位移角， 為角速度， d / dt ， J 為 SR 電機轉(zhuǎn)子及負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量， F 為電機粘性摩擦系數(shù)，Tl 為負(fù)載。3.1.2線性模型影響 SRD 運行特性的最主要因素是 SR 電機相電流波形、電流的峰值和峰值出現(xiàn)的位置。而電流波形是隨著電動機的運行狀態(tài)而變化，根據(jù)式（3.3）只能得到電流的數(shù)值解，而沒有解析解，難以計算。為了弄清 SR 電機內(nèi)部的基本電磁關(guān)系和基本特性，我們從理

20、想的簡化模型入手進(jìn)行研究。為此，我們作如下假設(shè)：(1)不計磁路的飽和影響，繞組的電感與電流大小無關(guān)； (2)忽略磁通的邊緣效應(yīng)； (3)忽略所有的功率損耗； (4)功率管的開關(guān)動作是瞬時完成的； (5)電機以恒轉(zhuǎn)速運行。在上述假設(shè)下的模型就是電動機的理想線性模型，繞組電感與轉(zhuǎn)子位置的關(guān)系用函數(shù)表示如下： (3-5)其中 K = (LmaxLmin ) /s，s為轉(zhuǎn)子極弧。各相繞組相電感與轉(zhuǎn)子位移角的關(guān)系曲線相似，只存在 2（1/Nr -1/Ns ）的相差，即15°位置角。在理想線性模型中，忽略功率損耗，單相電路方程式（3-1）可以簡化為： (3-6)式中，“”對應(yīng)于繞組與電源接通期間

21、；“”對應(yīng)于繞組關(guān)斷后續(xù)流期間。off在主開關(guān)管 VD1、VD2 導(dǎo)通瞬間為初始狀態(tài)，有0 0，0 on ；主開關(guān)管 VD1、VD2 關(guān)斷瞬間，有 =off 。由初始條件及式（3-5）和式（3.6）可求得一相繞組在一個導(dǎo)通、續(xù)流的變化周期內(nèi)，磁鏈表示為式中：on為開通角，off為關(guān)斷角。coffon，稱為導(dǎo)通角。瞬時轉(zhuǎn)矩T em可由磁共能W m（Wm=k* dik，k 為 k 相繞組的磁鏈，ki 為 k 相繞組電流）導(dǎo)出：在 Matlab/Simulink 下，由式（3.1）、式（3.2）、式（3.5）和式（3.9）建立了SR 電機的單相仿真模型，采用模塊化設(shè)計，將整個電機模型分為幾個小模塊，

22、如圖 3.2 所示。switch 模塊根據(jù)角度位置實現(xiàn)電壓的開通和關(guān)斷，modulo 模塊實現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置角對周期為 2 /Nr 的周期函數(shù)， inductance模塊由磁鏈、角度位置得到相電流和電感，torque 模塊根據(jù)轉(zhuǎn)子位置角和相電流來計算相繞組的瞬時轉(zhuǎn)矩。圖 3.2 單相繞組的仿真模型由式（3.4）、式（3.6）和式（3.10）得到 8/6 四相 SR 電機的整體仿真模型，如圖 3.3 所示，相鄰的兩相繞組相差 15°位置角度，phase A、phase B、phase C、phase D 代表電機的四相，輸出的瞬時轉(zhuǎn)矩求和得到電機總的電磁轉(zhuǎn)矩。圖 3.3 四相開關(guān)磁阻電機線性

23、仿真模型3.2 模型仿真及分析在線性模型仿真時，必須選擇一個初始的轉(zhuǎn)子位置角，這是因為只有在電感上升區(qū)才能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，一般選擇初始位置角在1和2之間。本文設(shè)初始位置角為10，on =0，off =15，得到的相電壓、相電感、相電流、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速如圖 3.4所示。并且仿真過程中忽略功率變換器電路的影響。圖 3.4 線性模型仿真波形圖從圖 3.4 中可以看出，基于線性模型下的開關(guān)磁阻電機的電感、磁鏈和電流波形得到很好的實現(xiàn)，從而證明了該模型的可行性，線性模型可用于簡單的電機性能分析和控制系統(tǒng)前期設(shè)計研究中。要減少SR電機的轉(zhuǎn)矩脈動，關(guān)鍵還是控制繞組電流，在線形模型中，SR電機的轉(zhuǎn)矩特性分析如下：若在電

24、感上升區(qū)域1 2 內(nèi)繞組通電，旋轉(zhuǎn)電動勢為正，產(chǎn)生電動轉(zhuǎn)矩，電源提供的電能一部分轉(zhuǎn)換為機械輸出，一部分則以磁能的形式貯存在繞組中；若通電繞組在12 斷電，貯存的磁能一部分轉(zhuǎn)換為機械能，一部分則回饋給電源，這時轉(zhuǎn)軸上獲得的仍是電動轉(zhuǎn)矩。在最大電感為常數(shù)的區(qū)域2 3內(nèi)，旋轉(zhuǎn)電動勢為零，如果電流繼續(xù)流動，繞組磁能則僅回饋給電源，轉(zhuǎn)軸上沒有電磁轉(zhuǎn)矩；最后，若電流在電感下降區(qū)域3 4內(nèi)流動，因旋轉(zhuǎn)電動勢為負(fù)，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，這時回饋給電源的能量既有繞組釋放的磁能，也有制動轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機械能，即SR電機運行在再生發(fā)電狀態(tài)。 顯然，為得到較大的有效轉(zhuǎn)矩，一方面應(yīng)盡量減少制動轉(zhuǎn)矩，即在繞組電感開始隨轉(zhuǎn)子位置減小時

25、，應(yīng)盡快使繞組電流衰減到零，所以關(guān)斷角off通常設(shè)計在最大電感達(dá)到之前。主開關(guān)器件都關(guān)斷后，反極性的電壓加至繞組兩端，電流流向電源，所以繞組電流迅速下降，以保證在電感下降區(qū)域內(nèi)流動的電流很??；另一方面，應(yīng)盡量提高電動轉(zhuǎn)矩，即在繞組電感隨轉(zhuǎn)子位置上升區(qū)域應(yīng)盡量流過較大的電流。SR電機電磁轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)主要是通過控制主開關(guān)器件的導(dǎo)通角度，即起始開通角和關(guān)斷角，間接地控制電流來實現(xiàn)的?？偨Y(jié)本文在全面總結(jié)國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分析開關(guān)磁阻電機的運行特性以及引起轉(zhuǎn)矩脈動的主要因素，研究了開關(guān)磁阻電機的線性模型，獲得了比較滿意的仿真數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步深入研究改善電動車的其他開關(guān)磁阻電機模型打下基礎(chǔ)。經(jīng)過這次的工程應(yīng)用綜合設(shè)計,我個人得到了不少的收獲,一方面加深了我對課本理論的認(rèn)識,另一方面也提高了實驗操作能力?，F(xiàn)在我總結(jié)了以下的體會和經(jīng)驗。這次的設(shè)計跟我們以前做的實驗不同，因為我覺得這次我是真真正正的自己親自去完成。所以是我