開關(guān)磁阻電機(jī)

1、 電機(jī)可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機(jī)理粗略的分為兩大類：一類是由電磁作用電機(jī)可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的機(jī)理粗略的分為兩大類：一類是由電磁作用原理產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；另一類是由磁阻變化原理產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。原理產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；另一類是由磁阻變化原理產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 在第一類電機(jī)中，在第一類電機(jī)中，運(yùn)動(dòng)是定、轉(zhuǎn)子兩個(gè)磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果。運(yùn)動(dòng)是定、轉(zhuǎn)子兩個(gè)磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果。這種相這種相互作用產(chǎn)生互作用產(chǎn)生使兩個(gè)磁場(chǎng)趨于同向使兩個(gè)磁場(chǎng)趨于同向的電磁轉(zhuǎn)矩，這的電磁轉(zhuǎn)矩，這類似于兩個(gè)磁鐵的同極性類似于兩個(gè)磁鐵的同極性相排斥、異極性相吸引的現(xiàn)象相排斥、異極性相吸引的現(xiàn)象。目前大部分電機(jī)都是遵循這一原理，例如。目前大部分電機(jī)都是遵循這一原理，例如一般的直

2、流電機(jī)和交流電機(jī)。一般的直流電機(jī)和交流電機(jī)。 第二類的電機(jī)，第二類的電機(jī)，運(yùn)動(dòng)是由定、轉(zhuǎn)子間氣隙磁阻的變化產(chǎn)生的。運(yùn)動(dòng)是由定、轉(zhuǎn)子間氣隙磁阻的變化產(chǎn)生的。當(dāng)定子當(dāng)定子繞組通電時(shí)，產(chǎn)坐一個(gè)單相磁場(chǎng)，其分鈾要遵循繞組通電時(shí)，產(chǎn)坐一個(gè)單相磁場(chǎng)，其分鈾要遵循“磁阻最小原則磁阻最小原則”，即磁，即磁通總要沿著磁阻最小的路徑閉合。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸線與定子磁極的軸線不通總要沿著磁阻最小的路徑閉合。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸線與定子磁極的軸線不重合時(shí)，便公有磁阻力作用在轉(zhuǎn)子上并產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使其趨向于磁阻最小的位重合時(shí)，便公有磁阻力作用在轉(zhuǎn)子上并產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩使其趨向于磁阻最小的位置。即兩軸線重合位置，這置。即兩軸線重合位置，這類似于

3、磁鐵吸引鐵質(zhì)物質(zhì)的現(xiàn)象類似于磁鐵吸引鐵質(zhì)物質(zhì)的現(xiàn)象。開關(guān)磁阻電。開關(guān)磁阻電機(jī)就是屬于這一類型的電機(jī)。機(jī)就是屬于這一類型的電機(jī)。兩類不同機(jī)理的電動(dòng)機(jī)兩類不同機(jī)理的電動(dòng)機(jī)開關(guān)磁阻電機(jī)的最早文獻(xiàn)卻可追溯到開關(guān)磁阻電機(jī)的最早文獻(xiàn)卻可追溯到1838年，英格蘭學(xué)者年，英格蘭學(xué)者Davidson制造了一臺(tái)用以推動(dòng)蓄電池機(jī)車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。制造了一臺(tái)用以推動(dòng)蓄電池機(jī)車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。70年代左右，英國(guó)年代左右，英國(guó)Leeds大學(xué)步進(jìn)電機(jī)和磁阻電機(jī)研究小組首創(chuàng)了大學(xué)步進(jìn)電機(jī)和磁阻電機(jī)研究小組首創(chuàng)了一臺(tái)現(xiàn)代開關(guān)磁阻電機(jī)的雛形。一臺(tái)現(xiàn)代開關(guān)磁阻電機(jī)的雛形。1980年，年，Lawrenson及其同事在及其同事在ICEM會(huì)議上

4、，發(fā)表著名論文會(huì)議上，發(fā)表著名論文“開開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)”，系統(tǒng)地介紹了他們的工作成果，闡述了，系統(tǒng)地介紹了他們的工作成果，闡述了SR電機(jī)的原理及設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在國(guó)際上奠定了現(xiàn)代電機(jī)的原理及設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在國(guó)際上奠定了現(xiàn)代SR電機(jī)的地位，這電機(jī)的地位，這也標(biāo)志著也標(biāo)志著SRD正式得到國(guó)際認(rèn)證。正式得到國(guó)際認(rèn)證。從此，世界上大批學(xué)者投入到從此，世界上大批學(xué)者投入到SR電機(jī)的研究領(lǐng)域。電機(jī)的研究領(lǐng)域。到日前為止，在到日前為止，在SRD系統(tǒng)的開發(fā)研制方面，英國(guó)一直處于國(guó)際領(lǐng)先系統(tǒng)的開發(fā)研制方面，英國(guó)一直處于國(guó)際領(lǐng)先地位。除英國(guó)外，美國(guó)、中國(guó)、加拿大、印度、韓國(guó)等國(guó)家也都開地位。除英國(guó)外，美國(guó)

5、、中國(guó)、加拿大、印度、韓國(guó)等國(guó)家也都開展了展了SRD系統(tǒng)的研究工作。系統(tǒng)的研究工作。通過通過20多年的研究和改進(jìn)，多年的研究和改進(jìn)，SRD的性能不斷提高，目前已能的性能不斷提高，目前已能在數(shù)百在數(shù)百瓦到數(shù)百千瓦的功率范圍瓦到數(shù)百千瓦的功率范圍內(nèi)使其性能不低于其他形式的電機(jī)。內(nèi)使其性能不低于其他形式的電機(jī)。開關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)展歷史開關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)展歷史 位位置置檢檢測(cè)測(cè) 功功率率變變換換器器 SR電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī) 電電流流檢檢測(cè)測(cè) 控控制制信信號(hào)號(hào) 控控制制器器 電電 源源 負(fù)負(fù) 載載 工作機(jī)理v開關(guān)磁阻電機(jī)的工作機(jī)理基于磁通總是沿磁導(dǎo)最大的路開關(guān)磁阻電機(jī)的工作機(jī)理基于磁通總是沿磁導(dǎo)最大的路徑閉合的原理。

6、徑閉合的原理。v當(dāng)定、轉(zhuǎn)子齒中心線不重合、磁導(dǎo)不為最大時(shí)，磁場(chǎng)就當(dāng)定、轉(zhuǎn)子齒中心線不重合、磁導(dǎo)不為最大時(shí)，磁場(chǎng)就會(huì)產(chǎn)生磁拉力，形成磁阻轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到磁導(dǎo)最大的會(huì)產(chǎn)生磁拉力，形成磁阻轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到磁導(dǎo)最大的位置。位置。v當(dāng)向定子各相繞組中依次通入電流時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子將一步當(dāng)向定子各相繞組中依次通入電流時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子將一步一步地沿著通電相序相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。一步地沿著通電相序相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。v如果改變定子各相的通電次序，電機(jī)將改變轉(zhuǎn)向。但相如果改變定子各相的通電次序，電機(jī)將改變轉(zhuǎn)向。但相電流通流方向的改變是不會(huì)影響轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向的。電流通流方向的改變是不會(huì)影響轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向的。一、開關(guān)磁阻電機(jī)（Switche

7、d Reluctance Motor) 1. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)AABCDBCDEsS1S2VD1VD21231231 定子和轉(zhuǎn)子均為凸極定子和轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)；2 定子上空間相對(duì)的兩定子上空間相對(duì)的兩個(gè)極上的線圈串聯(lián)或個(gè)極上的線圈串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相繞組并聯(lián)構(gòu)成一相繞組3 定子集中繞阻、繞組定子集中繞阻、繞組為單方向通電為單方向通電 4 轉(zhuǎn)子上無繞組轉(zhuǎn)子上無繞組5 最常見的組合為最常見的組合為6/4極，極，8/6極或極或12/8極。極。電機(jī)原理演示電機(jī)原理演示電機(jī)原理演示電機(jī)原理演示電機(jī)原理演示電機(jī)原理演示磁通總要沿著磁阻最小路徑閉合，一定形狀的鐵心磁通總要沿著磁阻最小路徑閉合，一定形狀的

8、鐵心在移動(dòng)到最小磁阻位置時(shí)，必定使自己的軸線與主在移動(dòng)到最小磁阻位置時(shí)，必定使自己的軸線與主磁場(chǎng)的軸線重合磁場(chǎng)的軸線重合A-A 通電通電 1-1 與與A-A重合重合B-B 通電通電 2-2 與與B-B重合重合C-C 通電通電 3-3 與與C-C重合重合D-D 通電通電 1-1 與與D-D重合重合下面通過一個(gè)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)原理模型來介紹工作原理。下面通過一個(gè)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)原理模型來介紹工作原理。電機(jī)的定子鐵芯有六個(gè)齒極，電機(jī)的定子鐵芯有六個(gè)齒極，由導(dǎo)磁良好的硅鋼片沖制。由導(dǎo)磁良好的硅鋼片沖制。電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯有四個(gè)齒極，電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯有四個(gè)齒極，由導(dǎo)磁良好的硅鋼片沖制。由導(dǎo)磁良好的硅鋼片沖制。 由

9、于定子與轉(zhuǎn)子都有凸起的齒極，這種形式也稱為雙凸極由于定子與轉(zhuǎn)子都有凸起的齒極，這種形式也稱為雙凸極結(jié)構(gòu)。在定子齒極上繞有線圈（定子繞組），用來向電機(jī)提結(jié)構(gòu)。在定子齒極上繞有線圈（定子繞組），用來向電機(jī)提供工作磁場(chǎng)。在轉(zhuǎn)子上沒有線圈，這是磁阻電機(jī)的主要特點(diǎn)。供工作磁場(chǎng)。在轉(zhuǎn)子上沒有線圈，這是磁阻電機(jī)的主要特點(diǎn)。 在講電動(dòng)機(jī)工作原理時(shí)常用通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中在講電動(dòng)機(jī)工作原理時(shí)常用通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力來解釋電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的道理，磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子上沒受力來解釋電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的道理，磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子上沒有繞組，那是靠什么力推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)呢？有繞組，那是靠什么力推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)呢？ 磁阻電動(dòng)機(jī)是利用磁阻最小原理，也就是磁通磁阻電

10、動(dòng)機(jī)是利用磁阻最小原理，也就是磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合，利用磁引力拉動(dòng)轉(zhuǎn)子總是沿磁阻最小的路徑閉合，利用磁引力拉動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。下面通過圖示來說明轉(zhuǎn)子的工作原理，下面是磁阻電動(dòng)機(jī)的正視圖，定子六下面通過圖示來說明轉(zhuǎn)子的工作原理，下面是磁阻電動(dòng)機(jī)的正視圖，定子六個(gè)齒極上繞有線圈，徑向相對(duì)的兩個(gè)線圈是連接在一起的，組成一個(gè)齒極上繞有線圈，徑向相對(duì)的兩個(gè)線圈是連接在一起的，組成一“相相”，該電機(jī)有該電機(jī)有3相，結(jié)合定子與轉(zhuǎn)子的極數(shù)就稱該電機(jī)為三相相，結(jié)合定子與轉(zhuǎn)子的極數(shù)就稱該電機(jī)為三相6 / 4結(jié)構(gòu)。在下圖標(biāo)結(jié)構(gòu)。在下圖標(biāo)注的注的A、B、C相線圈僅為后面分析磁路帶來方便，并不是連接三相交流電。

11、相線圈僅為后面分析磁路帶來方便，并不是連接三相交流電。 在下面有一組磁阻電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)原理動(dòng)畫的截圖，從中我們將看到磁阻電動(dòng)機(jī)是如何轉(zhuǎn)在下面有一組磁阻電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)原理動(dòng)畫的截圖，從中我們將看到磁阻電動(dòng)機(jī)是如何轉(zhuǎn)動(dòng)起來的，圖中紅色的線圈是通電線圈，黃色的線圈沒有電流通過；通過定子與轉(zhuǎn)子動(dòng)起來的，圖中紅色的線圈是通電線圈，黃色的線圈沒有電流通過；通過定子與轉(zhuǎn)子的深藍(lán)色線是磁力線；把轉(zhuǎn)子啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)角定為的深藍(lán)色線是磁力線；把轉(zhuǎn)子啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)角定為0度。度。從左面圖起，從左面圖起，A相線圈接通電源產(chǎn)生磁通，磁力線從最近的轉(zhuǎn)子齒極通過轉(zhuǎn)子鐵芯，相線圈接通電源產(chǎn)生磁通，磁力線從最近的轉(zhuǎn)子齒極通過轉(zhuǎn)子鐵芯，磁力線可

12、看成極有彈力的線，在磁力的牽引下轉(zhuǎn)子開始逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；中間圖是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)磁力線可看成極有彈力的線，在磁力的牽引下轉(zhuǎn)子開始逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；中間圖是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了了10度的圖，右面圖是轉(zhuǎn)到度的圖，右面圖是轉(zhuǎn)到20度的圖，磁力一直牽引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到度的圖，磁力一直牽引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到30度為止，到了度為止，到了30度轉(zhuǎn)度轉(zhuǎn)子不再轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)磁路最短。子不再轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)磁路最短。 為了使轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到為了使轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到30度前已切斷度前已切斷A相電源在相電源在30度接通度接通B相電源，相電源，磁通從最近的轉(zhuǎn)子齒極通過轉(zhuǎn)子鐵芯，見下左圖，于是轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。中間磁通從最近的轉(zhuǎn)子齒極通過轉(zhuǎn)子鐵芯，見下左圖，于是轉(zhuǎn)子繼續(xù)

13、轉(zhuǎn)動(dòng)。中間圖是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到圖是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到40度的圖，右面圖是轉(zhuǎn)到度的圖，右面圖是轉(zhuǎn)到50度的圖，磁力一直牽引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到度的圖，磁力一直牽引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到60度為止。度為止。在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到60度前切斷度前切斷B相電源在相電源在60度時(shí)接通度時(shí)接通C相電源，磁通從最近的轉(zhuǎn)子相電源，磁通從最近的轉(zhuǎn)子齒極通過轉(zhuǎn)子鐵芯，見下左圖。轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，中間圖是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到齒極通過轉(zhuǎn)子鐵芯，見下左圖。轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，中間圖是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到70度的度的圖，右面圖是轉(zhuǎn)到圖，右面圖是轉(zhuǎn)到80度的圖，磁力一直牽引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到度的圖，磁力一直牽引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到90度為止。度為止。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到90度前切斷度前切斷C相電源，轉(zhuǎn)子在相電源，轉(zhuǎn)子在90

14、度的狀態(tài)與前面度的狀態(tài)與前面0度開始時(shí)一樣，重度開始時(shí)一樣，重復(fù)前面過程，接通復(fù)前面過程，接通A相電源，轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣不停的重復(fù)下去，轉(zhuǎn)子就會(huì)相電源，轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣不停的重復(fù)下去，轉(zhuǎn)子就會(huì)不停的旋轉(zhuǎn)。這就是磁阻電動(dòng)機(jī)的工作原理。不停的旋轉(zhuǎn)。這就是磁阻電動(dòng)機(jī)的工作原理。由于是運(yùn)用了利用磁阻最小原理，故稱為磁阻電動(dòng)機(jī)，又由于線圈電流通斷、由于是運(yùn)用了利用磁阻最小原理，故稱為磁阻電動(dòng)機(jī)，又由于線圈電流通斷、磁通狀態(tài)直接受開關(guān)控制，故稱為磁通狀態(tài)直接受開關(guān)控制，故稱為開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。向線圈供電的開關(guān)是用開關(guān)晶體管進(jìn)行的，下面就是三相線圈與開關(guān)晶體管向線圈供電的開關(guān)是用開關(guān)晶體管進(jìn)

15、行的，下面就是三相線圈與開關(guān)晶體管的連接示意圖，的連接示意圖，BG1、BG2、BG3是三個(gè)開關(guān)晶體管，分別控制三相線圈是三個(gè)開關(guān)晶體管，分別控制三相線圈A、B、C的電流通斷，三極管旁邊并聯(lián)的二極管是用來續(xù)流的。的電流通斷，三極管旁邊并聯(lián)的二極管是用來續(xù)流的。由于電機(jī)靠磁阻工作，跟磁通方向無關(guān)，即跟電流方向無關(guān)，故在上面運(yùn)行圖中沒有由于電機(jī)靠磁阻工作，跟磁通方向無關(guān)，即跟電流方向無關(guān)，故在上面運(yùn)行圖中沒有標(biāo)明磁力線的方向。標(biāo)明磁力線的方向。A、B、C各相線圈輪流通電視乎簡(jiǎn)單，實(shí)際情況要復(fù)雜些，線圈切斷電源后產(chǎn)生的自各相線圈輪流通電視乎簡(jiǎn)單，實(shí)際情況要復(fù)雜些，線圈切斷電源后產(chǎn)生的自感電流不會(huì)立即消

16、失，要提前關(guān)斷電源進(jìn)行續(xù)流；為加大力矩相鄰相線圈有電流的時(shí)感電流不會(huì)立即消失，要提前關(guān)斷電源進(jìn)行續(xù)流；為加大力矩相鄰相線圈有電流的時(shí)間會(huì)有部分重合；調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩也要調(diào)整開關(guān)時(shí)間，各相線圈開通與關(guān)斷間會(huì)有部分重合；調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩也要調(diào)整開關(guān)時(shí)間，各相線圈開通與關(guān)斷時(shí)間與轉(zhuǎn)子定子間的相對(duì)位置直接相關(guān)，故電機(jī)還裝有轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置為準(zhǔn)時(shí)開關(guān)時(shí)間與轉(zhuǎn)子定子間的相對(duì)位置直接相關(guān)，故電機(jī)還裝有轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置為準(zhǔn)時(shí)開關(guān)各相線圈電流提供依據(jù)，何相線圈何時(shí)通斷必須根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到的位置與控制參數(shù)決定。各相線圈電流提供依據(jù)，何相線圈何時(shí)通斷必須根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到的位置與控制參數(shù)決定。轉(zhuǎn)速的計(jì)算設(shè)：設(shè)：定

17、子繞組為定子繞組為m相，定子齒數(shù)相，定子齒數(shù) Ns=2m，轉(zhuǎn)子齒數(shù)為轉(zhuǎn)子齒數(shù)為Nr。 當(dāng)定子繞組輪流通電一次時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)轉(zhuǎn)子齒距。這當(dāng)定子繞組輪流通電一次時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)轉(zhuǎn)子齒距。這樣定子需輪流通電樣定子需輪流通電 Nr次轉(zhuǎn)子才轉(zhuǎn)過一周，故電機(jī)轉(zhuǎn)速次轉(zhuǎn)子才轉(zhuǎn)過一周，故電機(jī)轉(zhuǎn)速 n(r/min)與相繞組電壓的開關(guān)頻率與相繞組電壓的開關(guān)頻率 fph之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為 給定子相繞組供電的功率變換器輸出電流脈動(dòng)頻率給定子相繞組供電的功率變換器輸出電流脈動(dòng)頻率 則為則為 60phrfnN60rphN nf60nmNfrD)22kNNkmNsrs1 1、為了避免單邊磁拉力，徑向必須對(duì)稱，所以、為

18、了避免單邊磁拉力，徑向必須對(duì)稱，所以雙凸極的雙凸極的定子和轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)應(yīng)為偶數(shù)。定子和轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)應(yīng)為偶數(shù)。2 2、定子和轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)不相等，但應(yīng)盡量接近。、定子和轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)不相等，但應(yīng)盡量接近。因?yàn)楫?dāng)定子和轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)相近時(shí)，就可能加大定因?yàn)楫?dāng)定子和轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)相近時(shí)，就可能加大定子相繞組電感隨轉(zhuǎn)角的平均變化率，這是提高電子相繞組電感隨轉(zhuǎn)角的平均變化率，這是提高電機(jī)出力的重要因素。機(jī)出力的重要因素。)22kNNkmNsrs 相數(shù)相數(shù) 3 4 5 6 7 8 9定子極數(shù)定子極數(shù) 6 8 10 12 14 16 18轉(zhuǎn)子極數(shù)轉(zhuǎn)子極數(shù) 4 6 8 10 12 14 16步進(jìn)角步進(jìn)角(度度) 30 15 9

19、6 4.28 3.21 2.5 SR電機(jī)常用方案電機(jī)常用方案相數(shù)越大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)越小，但成本越高，故常相數(shù)越大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)越小，但成本越高，故常用三相、四相，還有人在研究?jī)上唷蜗嘤萌?、四相，還有人在研究?jī)上?、單相SRM低于三相的低于三相的SRM 沒有自起動(dòng)能力沒有自起動(dòng)能力（1） 2-phase 4 stator pole/2 rotor pole（2） 4-phase 8 stator pole/6 rotor pole（3） 3-phase 6 stator pole/4 rotor pole（4） 5-phase 10 stator pole/8 rotor pole PM PM 開關(guān)磁

20、阻電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)開關(guān)磁阻電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)vSR電機(jī)轉(zhuǎn)子上沒有任何形式的繞組、永磁體、滑環(huán)等，定子上只有簡(jiǎn)單的集中繞組，繞電機(jī)轉(zhuǎn)子上沒有任何形式的繞組、永磁體、滑環(huán)等，定子上只有簡(jiǎn)單的集中繞組，繞組端部較短，沒有相間跨接線，因此組端部較短，沒有相間跨接線，因此SR電機(jī)的結(jié)構(gòu)比鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)還要簡(jiǎn)單。電機(jī)的結(jié)構(gòu)比鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)還要簡(jiǎn)單。vSR電機(jī)的材料利用系數(shù)高，與直流電機(jī)甚至感應(yīng)電機(jī)相比，體積小、堅(jiān)固、維護(hù)量小。電機(jī)的材料利用系數(shù)高，與直流電機(jī)甚至感應(yīng)電機(jī)相比，體積小、堅(jiān)固、維護(hù)量小。v由于由于SR電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電流極性無關(guān)，只需要單方向的電流激勵(lì)，因此在理論上功率變換電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電流極性無關(guān)，只需

21、要單方向的電流激勵(lì)，因此在理論上功率變換器電路中每相可以只用一個(gè)可控開關(guān)元件，而且每個(gè)可控開關(guān)元件都與電機(jī)繞組串聯(lián)，不器電路中每相可以只用一個(gè)可控開關(guān)元件，而且每個(gè)可控開關(guān)元件都與電機(jī)繞組串聯(lián)，不會(huì)出現(xiàn)像交流電機(jī)會(huì)出現(xiàn)像交流電機(jī)PWM逆變器那樣有電源直通短路的危險(xiǎn)，所以功率變換器電路簡(jiǎn)單，逆變器那樣有電源直通短路的危險(xiǎn)，所以功率變換器電路簡(jiǎn)單，可靠性高?？煽啃愿?。vSR電機(jī)轉(zhuǎn)子上無繞組，系統(tǒng)在低速運(yùn)行時(shí)，不僅轉(zhuǎn)矩大，而且轉(zhuǎn)子發(fā)熱不嚴(yán)重。電機(jī)轉(zhuǎn)子上無繞組，系統(tǒng)在低速運(yùn)行時(shí)，不僅轉(zhuǎn)矩大，而且轉(zhuǎn)子發(fā)熱不嚴(yán)重。vSRD系統(tǒng)可以通過對(duì)電流的導(dǎo)通、斷開以及電流幅值等的控制，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟啟動(dòng)，系統(tǒng)可以通

22、過對(duì)電流的導(dǎo)通、斷開以及電流幅值等的控制，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟啟動(dòng)，四象限運(yùn)行和寬廣的恒功率范圍。四象限運(yùn)行和寬廣的恒功率范圍。vSRD系統(tǒng)的容錯(cuò)能力強(qiáng)，在缺相的情況下仍然能可靠運(yùn)行。系統(tǒng)的容錯(cuò)能力強(qiáng)，在缺相的情況下仍然能可靠運(yùn)行。vSR電機(jī)原有的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、噪聲大的缺點(diǎn)通過技術(shù)的進(jìn)步也已經(jīng)可以解決。電機(jī)原有的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、噪聲大的缺點(diǎn)通過技術(shù)的進(jìn)步也已經(jīng)可以解決。1)1)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、適用于高速電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、適用于高速 SRSR電機(jī)轉(zhuǎn)子上沒有任何形式的繞組、永電機(jī)轉(zhuǎn)子上沒有任何形式的繞組、永磁體、滑環(huán)等，定子上只有簡(jiǎn)單的集中繞組，磁體、滑環(huán)等，定子上只有簡(jiǎn)單的集中繞組，繞組端部

23、較短，沒有相間跨接線，因此繞組端部較短，沒有相間跨接線，因此SRSR電機(jī)電機(jī)的結(jié)構(gòu)比鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)還要簡(jiǎn)單。的結(jié)構(gòu)比鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)還要簡(jiǎn)單。2)2)功率電路簡(jiǎn)單可靠功率電路簡(jiǎn)單可靠 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩方向與繞因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩方向與繞組電流方向無關(guān)，即只需單方向繞組電流，故組電流方向無關(guān)，即只需單方向繞組電流，故功率電路可以做到每相一個(gè)功率開關(guān)。功率電路可以做到每相一個(gè)功率開關(guān)。3)3)各相獨(dú)立工作，可構(gòu)成極高可靠性系統(tǒng)各相獨(dú)立工作，可構(gòu)成極高可靠性系統(tǒng) 從電動(dòng)機(jī)從電動(dòng)機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)上看，各相繞組和磁路相互獨(dú)立，各自的電磁結(jié)構(gòu)上看，各相繞組和磁路相互獨(dú)立，各自在一定軸角范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。而不像在一

24、般電在一定軸角范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。而不像在一般電動(dòng)機(jī)中必須在各相繞組和磁路共同作用下產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)機(jī)中必須在各相繞組和磁路共同作用下產(chǎn)生一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。4)4)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，低起動(dòng)電流高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，低起動(dòng)電流 控制器從電源側(cè)吸收較控制器從電源側(cè)吸收較少的電流，在電機(jī)側(cè)得到較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是本系統(tǒng)少的電流，在電機(jī)側(cè)得到較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是本系統(tǒng)的一大特點(diǎn)。的一大特點(diǎn)。 （SR:0.4IN,1.4TN IM:6-7IN,2-3TN）5)5)適用于頻繁起停及正反向轉(zhuǎn)運(yùn)行適用于頻繁起停及正反向轉(zhuǎn)運(yùn)行 SRDSRD系統(tǒng)系統(tǒng)具有的高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，低起動(dòng)電流的特點(diǎn)，具有的高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，低起動(dòng)電流的特點(diǎn)，使之在起動(dòng)過程中電流沖擊小，電動(dòng)機(jī)和使之在起動(dòng)過程中電流沖擊小，電動(dòng)機(jī)和控制器發(fā)熱較連續(xù)額定運(yùn)行時(shí)還小。控制器發(fā)熱較連續(xù)額定運(yùn)行時(shí)還小。6)6)可控參數(shù)多，調(diào)速性能好可控參數(shù)多，調(diào)速性能好 控制開關(guān)磁阻電控制開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)行參數(shù)和常用方法