maxwell软件--开关磁阻电机.doc

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1、15开关磁阻电机本章我们将简化RMxprt一些基本操作的介绍，以便介绍一些更高级的使用。有关RMxprt基本操作的详细介绍请参考第一部分的章节。15.1基本理论开关磁阻电机的定子和转子均为凸极结构，通常定子的极对数大于转子的极对数。定子磁极上有多相集中绕组，转子上无绕组。当定子上某（些）绕组通电时，由于磁阻的差异，转子将受到力矩的作用，转子磁极向与定子磁极对齐（磁阻最小）的位置转动，以使定子绕组获得最大的磁链。绕组的相数是定子极数与定、转子极数的最小公约数之比。在开关磁阻电动机(SRM)中，定子和转子的极数不同，转子上设有位置

2、传感器，定子电流严格地根据转子的位置换向。转子的位置信号通过位置传感器获得。定子绕组按顺序触发，一般情况下当一相绕组电流关断或快要关断时，下一相绕组被触发。因此可以忽略两相绕组间的相互影响。一相的电压方程为：(15.1)式中uT表示晶体管或二极管的压降，RS表示定子绕组电阻。Ψ(θ,i)表示转子在θ位置，绕组电流为i时绕组的磁链，如图15.1所示，当转子槽的中心与绕组轴线对齐时转子的位置为0。图15.1Ψ(θ，i)令(15.2)(15.3)得出(15.4)式中ωe表示转速，用电角度表示，微分算子为：(15.5)瞬时电磁转矩t2

3、为：(15.6)输入电功率可由电压和电流获得：(15.7)输出的机械功率为：(15.8)式中Pfw，PCua，Pt和PFe分别表示摩擦和风损耗、电枢铜损耗、晶体管/二极管压降损耗和铁心损耗。平均输出的机械转矩为(15.9)式中ωm表示转速，用电角度表示电机的效率由下式计算：(15.10)15.2主要特点15.2.1支持三种基本的电路形式支持三种基本的电路：全压型、半压型和线圈耦合型。15.2.2支持电流斩波控制对于采用电流斩波控制的开关磁阻电动机，可以通过RMxprt设置斩波电流的上下限。15.3开关磁阻电动机设计这一节，我们

4、将演示三相感应电动机设计的一般流程。点击Start>Programs>Ansoft>Maxwell12>Maxwell12从桌面进入Maxwell界面。从RMxprt主菜单条中点击File>New新建一个空白的Maxwell工程文件Project1。从RMxprt主菜单栏中点击Project>InsertRMxprtDesign。在SelectMachineType会话框中选择SwitchedReluctanceMotor，然后点击OK返回RMxprt主窗口。这样就添加一个新的RMxprt设计。从RMxprt菜单栏中点击Fil

5、e>Save。如果想把项目另存为SRM_8-6p1500rpm550W.mxwl，可从下拉菜单选择SaveAs然后点击Save返回RMxprt主窗口。(参见3.2.6设置默认的项目路径)分析这个算例，需要做以下几项设置：1.设置模型单位(参考章节2.3.2.7设置模型单位)：2.配置RMxprt材料库(参考章节3.4.1配置材料库)：3.编辑线规库(参考章节3.3.2到3.3.6)：当选择SwitchedReluctanceMotor做为电机模型时,必须输入如下几项：1.Generaldata.（基本性能数据）2.Stator

6、data.（定子数据）3.Rotordata.（转子数据）4.Solutiondata.（解算数据）15.3.1基本性能设计在项目树下双击Machine图标，可显示Properties.对话框。在如图15.2所示的Machine列表下定义基本性能数据。图15.2总体要求数据1.MachineType：电机类型。2.FrictionalLoss：在参考转速下测得的摩擦损耗（由摩擦产生）3.WindLoss：参考转速下测得的风阻损耗（由空气阻力产生）4.ReferenceSpeed：所给的参考转速。5.ControlType：控制

7、方法。从下拉菜单中选择控制类型：DC或CCC(电流斩波控制)6.CircuitType：驱动电路类型。1)点击电路类型CircuitType按键，显示如图15.3所示的电路类型对话框。图15.3电路类型2)选择电路类型：a.全压型：b.半压型：c.线圈耦合型：注意：当鼠标在类型选项上移动时，右边的图形框中自动显示相应的电路图，如图15.4所示。a.全压型b.半压型c.线圈耦合型图15.4电路类型3)点击OK关闭特性弹出的对话窗口。点击OK关闭Properties对话框。15.3.2定义电路数据在项目树下双击Machine>Ci

8、rcuit，可显示Properties会话框来指定电路参数，如图15.5，然后点击OK来关闭弹出的会话框。图15.5电路数据1.LeadAngleofTrigger：触发超前角。触发超前角设置为0度可以使导通相绕组获得最大平均感应电压。触发角大于0为超前，小于0为滞后2.Tr