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1、第34卷第5期北京交通大学学报Vol.34No.52010年10月JOURNALOFBEIJINGJIAOTONGUNIVERSITYOct.2010文章编号:16730291(2010)05007404高速开关磁阻电机的电感计算与运行分析1121孙东森,葛宝明,毕大强,裴丽娜(1.北京交通大学电气工程学院,北京100044;2.清华大学电力系统国家重点实验室,北京100084)摘要:高速开关磁阻电机(SRM)常采用角度控制方式(APC),因而准确计算电感曲线,确定开通关断角对电机的控制非常重要.本文采用能量增量法计算了SRM的静态电感和动
2、态电感特性,分析比较得出动态电感能更好地反映电机的动态特性及饱和特性.根据高速运行的SRM动态电感,确定了合适的角度控制方案.基于有限元软件JMAGstudio,采用场路耦合方法,对高速SRM运行于APC的工况进行分析计算,得到了电机的磁场分布及电流、转矩特性.关键词:高速开关磁阻电机;二维有限元;能量增量法;电感中图分类号:TM352文献标志码:AInductanceComputationandOperationAnalysisofHighSpeedSRM1121SUNDongsen,GEBaoming,BIDaqiang,PEILina(1.SchoolofElectr
3、icalEngineering,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China;2.StateKeyLabofPowerSystems,Dept.ofElectricalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:HighSpeedswitchedreluctancemotors(SRM)oftenoperateunderthemodeofanglepositioncontrol(APC).Accurateinductancecurveisveryimportan
4、ttodecidetheturnonandturnoffangleofSRMcontrol.Inthispaperthestaticanddynamicinductanceswerecalculatedbytheincrementalenergymethod.ThecalculatedresultsshowthatthedynamicinductancecanreflectthedynamicandsaturationcharacteristicsofSRMbetter.ThereforetheAPCschemeofthehighspeedSRMshouldbeobtained
5、accordingtodynamicinductancecharacteristics.OnthebasisoffiniteelementsoftwareJMAGStudio,themagneticfieldofSRMoperatedinAPCmodewascalculatedusingfieldcircuitcouplingmethod.Themagneticfielddistribution,current,andtorquecharacteristicswereverified.Keywords:highspeedswitchedreluctancemotor(SRM);
6、2Dfiniteelementmethod;incrementalenergymethod;inductance[2]随着科学技术的进步,航空、船舶和能源等诸多解.能量法是通过扰动电流引起的系统磁场能量领域对高速电机的需求越来越多.开关磁阻电机结[35]的增量来求取电感,不仅适用于非线性问题,而构简单,易于制造,转子由硅钢片叠成,没有线圈和且由于有限元法的基本原理是建立在能量最小化原永磁体,结构坚固,可靠性高,适合高速运转.SRM[6]则上,计算磁场能量不仅方便,而且更为准确.国高速运行时通常依据电感的变化采用角度位置控制内国外诸多文献已经使用能量法计算各种电机的电方式[1],
7、因此准确测量电感曲线对控制开关磁阻电[68]感参数.机的运行非常重要.利用有限元法获得磁场分布之本文作者采用能量增量法计算得到高速SRM后,电感一般可以通过磁链和能量两种方法进行求的静态电感及动态电感特性,并依据动态电感特性收稿日期:20091217基金项目:电力系统国家重点实验室资助(SKLD09KM03)作者简介:孙东森(1986),女,山西朔州人,博士生.email:09117343@bjtu.edu.cn.葛宝明(1971
