开关磁阻电机ppt课件.ppt

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1、磁阻同步电动机磁阻电动机是一种转子上没有装设励磁绕组的凸极同步电动机，它依靠直轴和交轴两条磁路上磁阻不等而产生电磁转矩，所以称为磁阻同步电动机。对凸极转子，且当Xd≠Xd时，即使转子上不装设励磁绕组，也会存在电磁功率和对应的电磁转矩，其大小为由上式可见，电磁转矩与功角δ的关系是按(sin2δ)规律变化的。当δ=0度时，转矩等于零；δ=45度时，转矩最大；δ=90度时，转矩又会变为零，这种情况可由下图来说明。上图a是磁阻电动机的空载情况，不计机械损耗时，电机产生的电磁转矩TM≈0，故定子磁场轴线与

2、磁极轴线重合（即δ=0），磁力线不发生扭弯。当电动机加上负载时，转子直轴将落后于定子旋转磁场轴线δ角，如图b所示(图中δ=45)，由图可见，这个磁场被扭歪了。由于磁通具有使其所经路径的磁阻为最小的性质，从而力图使转子直轴方向与定子磁场轴线取得一致,因此产生与定子旋转磁场同转向的磁阻转矩TM，和负载转矩相平衡。当δ角增大到90时，由图c可见，气隙磁场又对称分布，其合成转矩又变成零。磁阻同步电动机只存在电枢反应磁场，故又称为反应式同步电动机。电磁功率和电磁转矩的最大值为：磁阻电动机一般靠实心转子的感

3、应涡流并借助于铝或铜所起笼型绕组的作用起动。当转子接近同步速时，借助凸极效应产生的磁阻转矩，转子会自动拉入同步。磁阻电动机转子上既无励磁绕组也没有集电环而使得结构简单，工作可靠，在控制系统、自动记录装置、电钟等需要保持恒速的场合获得了广泛的应用。可以看出，电机Xd比Xq的数值愈大，则TMmax的数值也愈大。为了增大Xd比Xq的比值，转子常采用如下图所示的钢片和非磁性材料（如铝、铜）相间镶嵌的结构，其中铝或铜部分可起到笼型绕组的作用使电机起动。在电机正常运行时，由于交轴磁路多次跨过非磁性区域，遇到

4、的磁阻很大，对应的Xq很小。8.4开关磁阻电动机SwitchedReluctanceMotor（SRM）开关磁阻电动机（SRM）是近些年发展的新型调速电机，结构简单结实、调速范围宽且性能好，现已广泛用在工业、航空业和家用电器各个领域。主要有：排风机、空调、洗衣机、电动车、各种搬运机器。-定转子双凸极结构-定子各极上绕有集中线圈-转子上无绕组，无永磁铁，仅有叠片叠压而成-按照“磁阻最小化原理”，产生磁阻电磁转矩-按转子位置给定子绕组逐次供电，以便旋转开关磁阻电机的结构电机的定子铁芯有六个齿极，由导

5、磁良好的硅钢片冲制。开关磁阻电机的原理电机的转子铁芯有四个齿极，由导磁良好的硅钢片冲制。与普通电机一样，转子在定子内自由转动。由于定子与转子都有凸起的齿极，这种形式也称为双凸极结构。在定子齿极上绕有线圈（定子绕组），用来向电机提供工作磁场。在转子上没有线圈，这是磁阻电机的主要特点。在讲电动机工作原理时常用通电导线在磁场中受力来解释电动机旋转的道理，磁阻电机转子上没有线圈，那是靠什么力推动转子转动呢？磁阻电动机是利用磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用磁引力拉动转子旋转。下面通过

6、图示来说明转子的工作原理，下面是磁阻电动机的正视图，定子六个齿极上绕有线圈，径向相对的两个线圈是连接在一起的，组成一“相”，该电机有3相，结合定子与转子的极数就称该电机为三相6/4结构。在下图标注的A、B、C相线圈仅为后面分析磁路带来方便，并不是连接三相交流电。在下面有一组磁阻电动机运转原理动画的截图，从中我们将看到磁阻电动机是如何转动起来的，图中红色的线圈是通电线圈，黄色的线圈没有电流通过；通过定子与转子的深蓝色线是磁力线；把转子启动前的转角定为0度。从左面图起，A相线圈接通电源产生磁通，磁力

7、线从最近的转子齿极通过转子铁芯，磁力线可看成极有弹力的线，在磁力的牵引下转子开始逆时针转动；中间图是转子转了10度的图，右面图是转到20度的图，磁力一直牵引转子转到30度为止，到了30度转子不再转动，此时磁路最短。为了使转子继续转动，在转子转到30度前已切断A相电源在30度接通B相电源，磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，见下左图，于是转子继续转动。中间图是转子转到40度的图，右面图是转到50度的图，磁力一直牵引转子转到60度为止。在转子转到60度前切断B相电源在60度时接通C相电源，磁通从最近的

8、转子齿极通过转子铁芯，见下左图。转子继续转动，中间图是转子转到70度的图，右面图是转到80度的图，磁力一直牵引转子转到90度为止。当转子转到90度前切断C相电源，转子在90度的状态与前面0度开始时一样，重复前面过程，接通A相电源，转子继续转动，这样不停的重复下去，转子就会不停的旋转。这就是磁阻电动机的工作原理。由于是运用了利用磁阻最小原理，故称为磁阻电动机，又由于线圈电流通断、磁通状态直接受开关控制，故称为开关磁阻电动机。转子每转一个齿距角，定子每相通断工作一个周期如何确定每相通断时间：位置检测