《新能源汽車技術》課件-開關磁阻電機結構和工作原理

開關磁阻電機結構和工作原理PART01學習目標目錄PART03學習準備PART04學習小結01020301學習目標學習目標目標123能說出開關磁阻電機的結構；能描述開關磁阻電機的原理；能敘述開關磁阻電機特點；02學習準備學習準備開關磁阻電機（SwitchReluctanceMachine，SRM）作為一種新型電機，相比其他類型的驅動電機而言，開關磁阻電機的結構最為簡單。開關磁阻電機總成解剖圖如圖所示，主要有定子繞組、轉子凸極等組成。開關磁阻電機總成解剖圖學習準備1定子與轉子結構開關磁阻電機定子與轉子結構如圖所示。定子鐵芯由硅鋼片疊制而成，在定子凸極上繞有線圈（定子繞組），把徑向相對的兩個繞組串聯(lián)成一個磁極，稱一相。轉子是由轉子軸和轉子鐵芯所組成，轉子上既沒有繞組也沒有永磁體。轉子鐵芯為凸極結構，為磁場提供磁路。開關磁阻電機的定子與轉子學習準備開關磁阻電機常用的相數與極數組合見下表。相數定子極數轉子極數2428436264681284865104學習準備2開關磁阻電機工作原理

磁阻電動機運用磁阻最小原理，又由于線圈電流通斷、磁通狀態(tài)直接受開關控制，故稱為開關磁阻電動機。學習準備它的運行遵循磁阻最小原理，即：磁通總要沿最小路徑閉合，轉子凸極軸線總趨向于電子產生磁通軸線對齊。當定子某相繞組通電勵磁，產生的磁場磁力線由于扭曲而引起切向磁拉力，以使相近轉子凸極軸線旋轉到與定子的電勵磁軸線相對齊位置，由于其“對齊”趨勢使磁阻電機產生特有的有效電磁磁阻轉矩。以三相6/4極開關磁阻電動機為例，U、V、W相線圈由功率開關BG1、BG2、BG3控制電流通斷，并約定轉子轉動前的轉角為0o。三相6/4極開關磁阻電機及功率變換器如下圖所示。三相6/4極開關磁阻電機及功率變換器學習準備U相線圈接通電源產生磁通，磁力線從最近的轉子齒極通過轉子鐵芯，磁力線可看成極有彈力的線，在磁力的牽引下轉子開始異時針轉動；中間圖是轉子轉了10o的圖，右面圖是轉到20o的圖，磁力一直牽引轉子轉到30o為止，到了30o轉子不再轉動，此時磁路最短。三相6/4極開關磁阻電動機U相通電如圖所示。學習準備

為了使轉子繼續(xù)轉動，在轉子轉到30o前切斷U相電源，并在30o時接通V相電源，磁通從最近的轉子齒極通過轉子鐵芯，三相6/4極開關磁阻電動機V相通電如圖所示，轉子繼續(xù)轉動。中間圖是轉子轉到40o的圖，右面圖是轉到50o的圖，磁力一直牽引轉子轉到60o為止。學習準備在轉子轉到60o前切斷V相電源，并在60o時接通W相電源，磁通從最近的轉子齒極通過轉子鐵芯，三相6/4極開關磁阻電動機W相通電如圖所示。轉子繼續(xù)轉動，中間圖是轉子轉到70o的圖，右面圖是轉到80o的圖，磁力一直牽引轉子轉到90o為止。學習準備3開關磁阻電動機的轉速控制開關磁阻電動機轉速控制系統(tǒng)主要由開關磁阻電動機（SRM）、功率變換器、電子控制器、位置檢測器、電流檢測器等構成，開關磁阻電動機轉速控制系統(tǒng)構成如圖所示。

開關磁阻電動機轉速控制系統(tǒng)構成學習準備4開關磁阻電機特點

開關磁阻電機具有以下優(yōu)點：結構和控制簡單、力矩大，可靠性高，成本低，起動制動性能好，運行效率高；功率變換器電路簡單；可以在寬廣的速度和負載范圍內運行；起動電流小，啟動轉矩矩大；冗錯能力強，在缺相情況下仍能可靠運行。主要缺點有：由于電磁轉矩脈動較大，振動與噪聲較嚴重；功率開關元件關斷時電機定子繞組端部及開關器件上產生較高的電壓尖峰。產生振動與噪音的主要原因是當定子各相繞組依序輪流通電時電機產生的合成轉矩具有明顯的脈動，另外，齒極所受徑向磁拉