开关磁阻电动机的应用及其发展.doc

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1、论文题目：开关磁阻电动机的应用及其发展姓名：xxx学号：xxxx班级：机制1142开关磁阻电动机的应用及其发展摘要：本文述写开关磁阻电机（SRD）的产生及发展过程，并对其应用于印刷行业、化纤行业、纺织行业、焦炭工业、家电行业及电动车上的卓越性能和广阔前景做出来分析和探讨。关键词：开关磁阻电动机、SRD、调速一、开关磁阻电动机的产生磁阻式电动机诞生于160年前，但在此后漫长时期内，它一直被认为是一种性能不高的电动机，故只应用于少数小功率场所。通过最近约20年问的研究和改进设计工作，使磁阻式电动机的性能不断提高，目前已能在较大的功率范围内使其性能不低于其它型式的电动机。

2、七十年代初，美国福特电动机公司研制出最早的开关磁阻电机调速系统。其结构为轴向气隙电动机、晶闸管功率电路，具有电动机和发电机运行状态和较宽范围调速的能力，特别适用作蓄电池供电的电动车辆传动。 七十年代中期，在工业部门的促进下，英国里兹大学和诺丁汉大学组成一研究小组，共同研制以传动电动车辆为目标的开关磁阻电动机调速系统。小组在该系统的理论研究和实践方面做了大量工作，他们研制的样机容量从10W至50kW，转速从750rpm至10，000rpm，其系统效率和电动机利用系数等主要指标达到或超过了传统传动系统。随后以研究小组为基础成立了开关磁阻电动机调速系统公司，以经营其研究成

3、果。1981年英国TASC公司获准制造该系统，并于1983年推出商品名为Oulton的通用调速系列产品，其容量范围为4-22kW。该产品的出现在电气传动界引起不小的反响。因为其确实在很多性能指标上达到出人意料的高水平，整个系统的综合性能价格指标达到或超过了工业中长期广泛应用的一些变速传动系统。 开关磁阻电动机调速系统的出现不仅为工业、交通、国防及家用电器等部门提供了一种极其优越的调速系统，而且也因其具有的典型机电一体化结果丰富了“机械电子学”的成功实例。因此1983年后在国际范围内迅速掀起开关磁阻电机研究开发热，并持续至今不断发展，其产品推广领域不断扩大。 我国对开

4、关磁阻电机调速系统的开发研究开始于1984年，现已有大批高等院校、科研院所、生产企业从事开关磁阻电机调速系统的开发研究工作，在借鉴国外经验的基础上，国内对开关磁阻电机调速系统的开发研究尽管起步较晚，但是起点较高，研制目标基本都集中在较为成熟的三相或四相控制方案上，目前已有十余家单位推出不同性能、用途、功率(1kW到55kW)的多规格系列产品，应用于纺织、冶金、机械、运输等多种行业、场所的数十种生产机械和运输车辆中。综上所述：开关磁阻电机（SRD）是上世纪80年代初随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种新型调速驱动系统，具有结构简单、运行可靠及效率高

5、等突出特点，成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力的竞争者，引起各国学者和企业界的广泛关注。开关磁阻电动机调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。英、美等经济发达国家对开关磁阻电动机调速系统的研究起步较早，并已取得显著效果，产品功率等级从数瓦直到数百千瓦，广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等领域。中国对开关磁阻电动机调速系统的研究与试制起步于20世纪80年代末90年代初，取得了从基础理论到设计制造技

6、术多方面的成果与进展，但产业化及应用性研究工作相对滞后[1]。二、开关磁阻电动机的结构与性能特点1 电动机结构简单、成本低、适用于高速开关磁阻电动机的结构比通常认为最简单的鼠笼式感应电动机还要简单，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；转子仅有硅钢片叠成，因此不会有鼠笼感应电动机制造过程中鼠笼铸造不良和使用中的断条等问题，转子机械强度极高，可工作于极高转速，转速可达每分钟10万转[2]。2 功率电路简单、可靠电动机转矩方向与绕组电流方向无关，即只需单方向绕组电流，相绕组串在主电路两功率管之间，不会发生桥臂直通短路

7、故障，绕组相间耦合弱，缺相故障运行能力强，系统的容错能力强，可靠性高，可以适用于宇航等特殊场合。3 高起动转矩，低起动电流很多公司的产品可达到如下性能：起动电流为15％额定电流时，获得起动转矩为100％的额定转矩；起动电流为额定值的30％时，起动转矩可达其额定值的150％。对比其它调速系统的起动特性，如直流电动机为100％的起动电流，获得100％转矩；鼠笼感应电动机为300％的起动电流，获得100％的转矩。可见开关磁阻电动机具有软启动性能，起动过程中电流冲击小，电动机和控制器发热较连续额定运行时还小，因此特别适用于频繁起停及正反向转换运行的场合，如龙门刨床、铣床