特种电机与控制 教学课件 王铁成 第八章 磁阻电动机

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2、、变角度电压斩波控制和定角电压斩波控制。6.了解SR电机功率变换器常见的主电路形式，如双开关型、双绕组型、电容分压型、H桥型、公共开关型等。7.了解SR发电机的工作原理，SR发电机发点运行的条件。本章应会1.掌握SR电机调速系统中功率变换电路的设计。2.掌握功率开关器和续流二极管的选用。3.掌握一台四相8/6极SR电动机调速系统中功率变换电路的设计实例。4.掌握位置信号的检测器中光敏式位置检测器检测法。5.掌握速度检测数字式测速方法：M法、T法、全额M/T法。6.掌握电流检测中的电阻采样和霍尔电流传感器采样法。7.掌握双通道SR-S/G系统中SR电机的作用和容错工作

3、能力。第八章磁阻电动机第一节　磁阻电机的结构和工作原理一、结构图8-1四相8/6极典型SR电机结构原理(只画出其中一相)表8-1常见SR电机定、转子极数组合方案二、工作原理磁阻电机的转矩是磁阻性质的，现以图8-1为例来说明。第一节　磁阻电机的结构和工作原理图8-2相电感随转子位移角的变化关系第一节　磁阻电机的结构和工作原理第二节　磁阻电机驱动系统的特点1)电机结构简单、坚固，制造工作简单，成本低，转子仅由电工钢片叠压而成，可工作于极高转速；定子线圈为集中绕组，嵌放容易，端部短而牢固，工作可靠，能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境。2)转矩方向与相电流方向无关，从而可

4、减少功率变换器的开关器件数，降低系统成本，并且功率变换器不会出现直通故障，可靠性高。3)调速范围宽，控制灵活，易于实现各种特殊要求的转矩——速度特性，具有较强的再生制动能力。由于SR电机为双凸极结构，不可避免地存在转矩波动。表8-2SR电机与步进电机的主要差别表8-3SR电机与反应式同步磁阻电机的主要差别第二节　磁阻电机驱动系统的特点第三节SR电机的控制方式一、角度控制SR电机角度控制即是控制开通角θon和关断角θoff。1)可改变电机工作状态，使该电流波形的主要部分置于电感波形的上升段，使电机电动运行；反之，使电流波形的主要部分置于电感波形的下降段，则电机制动运

5、行。2)可改变电机的转矩和转速，电动状态下开通角θon提前，则在最小电感区段电流上升时间加长，使电流波形加宽，峰值和有效值增加，改变了与电感波形的相对位置。3)改变θoff一般不影响电流峰值，但影响电流波形宽度及其同电感曲线的相对位置，电流有效值也随之变化，因此θoff同样影响电机的转矩转速，但影响小于θon。同样的分析也可用于制动运行状态。(1)转矩调节范围大如果定义电流存在区间t占电流周期T的比例t/T为电流占空比，则角度控制下电流占空比的变化范围几乎从0～100%。(2)电机效率高通过角度优化控制，使电机在不同负载下均能保持高效率。(3)通电的相数可变电机出

6、力较大，转矩脉冲较小。第三节SR电机的控制方式(4)不适用于低速角度控制方式中，电流峰值主要由旋转电动势限制。二、电流斩波控制图8-4电流斩波控制方式第三节SR电机的控制方式1)适用于低速和制动运行　电机低速运行时，由于绕组中旋转电动势小，故电流增长快。2)转矩平稳　由于每个电流波形呈较宽的平顶波，故产生的转矩也较平稳。3)适合用做转矩调节系统　如果选择的斩波周期较小，并忽略相导通以相关断时电流建立和消失过程(转速低时近似如此)，则本方式下绕组电流波形近似为平顶方波波形。第三节SR电机的控制方式4)用作调速系统时，抗负载扰动的动态响应慢　本方式中由于电流峰值被限制，

7、当电机转速在负载扰动作用下发生变化时，电流峰值无法相应自动改变，因此系统在负载扰动下的动态响应较慢。图8-5电压斩波控制方式下的电压与电流波形第三节SR电机的控制方式三、电压斩波控制在θon～θoff通电区间内，使功率开关按PWM(脉宽调制)控制方式工作。四、实用控制方式磁阻电机控制系统(SRD)可采用多种控制方式，不同的方式对应的电机特性差异很大。1.高速角度控制和低速电流斩波控制这种控制方式有利发挥二者的长处，克服二者的短处，能在较宽调速范围内(如1∶40)使电机有较好的特性和性能指标。第三节SR电机的控制方式2.变角度电压斩波控制这种控制方法的要点是靠