开关磁阻电机
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开关磁阻电机的特点1.极高的功率密度:开关磁阻电机由于使用了细小的电磁线圈,可以在相对较小的体积内产生极高的输出功率。
这使得它成为在有限空间内需要高功率输出的应用中的理想选择,如汽车动力传动系统。
2.高效率:开关磁阻电机由于没有永磁体或励磁线圈,消除了传统电机中额外的能量损耗,因此具有较高的能量转换效率。
与传统的交流电机和直流电机相比,开关磁阻电机更加能够将输入的电能转换为机械能,减少了能量损耗。
3.简单的结构:开关磁阻电机由于没有复杂的磁路结构和励磁线圈,其结构非常简单。
这使得它易于制造、组装和维护,降低了制造成本。
4.较高的可靠性:开关磁阻电机的电磁绕组没有连续的电流流过,因此绕组的热量产生和温度升高较小。
这降低了电机因绕组过热而损坏的风险。
此外,开关磁阻电机结构简单,减少了故障和损坏的可能性。
5.良好的动态响应:开关磁阻电机的运行速度和转矩可以被快速地控制和调节。
由于电流的瞬时反向和转换较快的速度,开关磁阻电机具有更好的动态响应特性,因此适用于需要快速启动和停止、变速和定位控制的应用。
6.可逆性:开关磁阻电机具有可逆性,可以在正向和反向运行。
这使得它在需要频繁反向运动的应用中非常有用,如卷帘门、交通信号灯等。
7.无需永磁体:与传统的永磁电机相比,开关磁阻电机不需要使用昂贵的稀土永磁体。
这降低了电机的制造成本,并减少了对稀土资源的依赖。
8.低噪音和振动:开关磁阻电机由于没有永磁体和励磁线圈,减少了机械振动和磁噪音的产生。
因此,它是一种较为安静的电机,适用于对噪音和振动要求较高的应用中。
总结起来,开关磁阻电机具有高功率密度、高效率、简单的结构、较高的可靠性、良好的动态响应、可逆性、无需永磁体、低噪音和振动等特点。
这些特点使得开关磁阻电机在许多领域中成为一种非常有竞争力的电机选择。
开关磁阻电机的设计与应用引言开关磁阻电机是一种新型的电机,具有结构简单、体积小、响应快、效率高等优点,在工业生产和家用电器等领域得到广泛应用。
本文将介绍开关磁阻电机的设计原理、构造和工作方式,并探讨其在不同领域的应用。
1. 开关磁阻电机的设计原理开关磁阻电机是通过控制磁场的方向和大小来实现转动,其设计原理基于磁阻效应和磁场的反转。
当电流通过绕组时,会产生一个磁场,根据右手定则,当磁阻材料中的磁场方向与绕组的磁场方向相反时,就会出现瞬时的磁流偏移,导致磁场的反转。
通过不断地反转磁场的方向,可以产生连续的转动力。
2. 开关磁阻电机的构造开关磁阻电机主要由转子、定子和驱动电路组成。
2.1 转子转子是开关磁阻电机的核心部件,由磁阻材料制成。
磁阻材料通常采用铁短路片或磁铁片,具有高导磁性和低磁饱和性。
转子上绕有线圈,通过控制线圈通电情况,可以控制转子的磁场方向和大小。
2.2 定子定子是开关磁阻电机中固定的部件,用于产生或感应磁场。
定子一般由永磁体或电磁体构成,永磁体具有固定的磁场,电磁体则通过外部电源提供磁场。
定子的磁场与转子的磁场交互作用,产生转动力。
2.3 驱动电路驱动电路是控制开关磁阻电机正常工作的关键部分,它负责提供正确的电流和电压信号,并控制磁场的反转。
驱动电路一般由电能转换器、控制芯片和传感器组成。
3. 开关磁阻电机的工作方式开关磁阻电机主要有两种工作方式:单相工作和多相工作。
3.1 单相工作单相工作是指开关磁阻电机通过单个绕组进行驱动,具有结构简单、成本低的优点。
但由于只有一个驱动绕组,单相工作的开关磁阻电机转速较低,扭矩较小,适用于一些低负载和速度要求不高的应用。
3.2 多相工作多相工作是指开关磁阻电机通过多个绕组进行驱动,具有转速高、扭矩大的优点。
多相工作的开关磁阻电机可以灵活控制磁场的变化,达到更高的效率和更精确的转动性能。
但多相工作的开关磁阻电机相对于单相工作来说,结构复杂,成本较高。
开关磁阻电机的结构
一、开关磁阻电机简介
开关磁阻电机是一种无刷直流电机,通常是一两极电机,它的主要特点在于其简单的结构,运行可靠,维护方便,制造成本低廉,且功率调节功能较强,可以用于电动机的调速控制,因此在电动机控制中得到了广泛的应用。
二、开关磁阻电机结构
开关磁阻电机一般由电枢、电阻器、机座、定子绕组、调速控制装置及电路等部分组成。
(1)电枢:电枢由电枢支架、转子及定子绕组组成,电枢支架由铸铁、铸铝等材料制成,转子由转子能磁性材料和绕组组成,定子绕组由定子电感线圈组成,定子绕组的起动端和终止端分别接在电枢支架上。
(2)电阻器:电阻器是开关磁阻电机的重要部件,它是由电阻罩、电阻片、电阻螺母、电气螺母、绝缘片等组成的,电阻片的电阻可以通过更换不同的电阻片来实现对电机转速的调节。
(3)机座:机座主要由机座壳、机座座轴、机座底座、机座轴承、滤网等组成,机座壳用以固定电枢及支撑它,机座座轴用以将电机固定至机座底座上,机座轴承用以支撑电机转子,滤网主要用以防止灰尘进入电枢内部。
(4)调速控制装置及电路:调速控制装置由变阻器,控制电路、控制板等组成,它的主要功能是根据控制信号控制电阻片的位置,从
而改变电机的转速。
控制电路可以用小电压信号控制,或者用模拟量信号控制。
三、开关磁阻电机的作用
开关磁阻电机可以用于电动机的调速控制,用于调节电动机的转速和扭矩,以达到所需的转矩和转速要求,且具有可靠性高、调速灵敏、功率可调范围大等优点,因此被广泛应用于各类电动机的控制中。
开关磁阻电机的基本学习内容1 开关磁阻电机的基本原理以及结构开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor ,简称SRM) 定转子为双凸极结构,铁心均由普通硅钢片叠压而成,其定子极上有集中绕组,径向相对的两个绕组串联构成一相,转子非永磁体,其上也无绕组[1,3]。
SRM 的定转子极数必须满足如下约束关系:s r s N =2kmN = N + 2k (1-1) 其中,Ns ,Nr 分别为电机定、转子数;m 为电机相数值减1;k 为一常数。
以下图1-1所示一个典型四相8/6极SRM 为例,相数为4,因而m=3,取k=1,则Ns=6,Nr=8。
m 及k 值越高,越利于高控制性能控制,但相应成本越高,结构越复杂。
目前技术较为成熟,发展较为迅速的产品多为三、四相SRM [2]。
图1-1即为一典型四相8/6结构的SRM电机本体及其不对称功率变换器主电路的示意图(图1-1在末尾手画)。
为表述清晰,图中仅画出不对称半桥电路的一相,其他各相均与该相相同,并省略了相应的驱动及检测电路。
完整的开关磁阻电机调速系统(Switched Reluctance Motor Drive,简称SRD)则由SRM、功率变换器、控制器、位置检测器等四大部分组成,如下图1-2示。
SRM可以认为是同步电机的一个分支,它运行时遵循磁阻最小原理,同步进电机较为类似[2,30]。
其具体运行原理如下:首先要保证励磁相的定子凸极和最近的转子凹极中心线不重合,也即初始位移不能位于磁阻最小位置。
通以交流电后,经过一个整流桥变为直流电源,当开关S1和S2开通时,AA’相通电励磁,产生一个磁拉力。
在该电磁力的轴向分量作用下,产生电磁转矩,凸极转子铁心趋向于旋转到定转子极轴线B-B’与A-A’重合的位置;而电磁力的径向力分量则造成定子的“变形”,这也是产生转矩脉动和电机噪声的根本原因之一。
在该过程中电机吸收电能。
关断S1和S2,开通BB’相,此时AA’相经续流二极管VD1、VD2将电能回馈给电源,同时BB’相趋向运行到定转子极轴线C-C’与B-B’重合的位置。
1.1开关磁阻电机开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)是一种定子单边激励,定转子双凸极的磁阻式电动机,由于定子电流由变频电源供电,电动机必须在特定的连续的开关模式下工作,所以通常称为“开关磁阻电机”。
它是上世纪八十年代出现的一种新型无刷电机,具有结构简单、可控参数多、控制灵活、效率高等优点,使得其在电动车驱动系统、家用电器、先进制造、矿山机械、航空航天等领域得到了广泛应用。
目前,国内对开关磁阻电机的研究主要集中在控制算法研究、噪声和振动研究、损耗分析等方面。
国外对开关磁阻电机在高速燃油泵电机、高速发电机、高速起动/发电机等航空、航天方面的应用进行了大量研究,例如美国研制的250千瓦、222,24转/分航空开关磁阻起动/发电机的功率密度高达5.3kw /kg;法国研制了一台1千瓦、转轴采用复合材料的超高速运行的开关磁阻电机,其最高转速可达200,000转/分。
SRM是双凸极可变磁阻电动机,它的定子、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成。
转子既无绕组也无永磁体,定子极上绕有几种绕组,按相数和齿极数来分,开关磁阻电机有三相6/4、12/8或四相8/6、16/12等结构。
对于SR电机,转子磁场变化频率与转子齿数成正比,而转子损耗主要来自于转子磁场变化所产生磁滞损耗和涡流损耗。
电机的定、转子的极数有多种不同的搭配,相数越多,步距角小,利于减小转矩脉动,但结构复杂,且主开关器件多,成本高。
目前应用较多的是四相(8/6)结构,见图1-1。
图中只画出了A相绕组及其供电电路。
图1-1 四相SR电动机结构图(其中的一相)SRM有如下优点:(1)电机结构简单、坚固,制造工艺简单,成本低,可工作于极高转速;定子线圈嵌放容易,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)损耗主要产生在定子,电机易于冷却;转子无永磁体,可允许有较高的温升。
(3)转矩方向与电流方向无关,从而可最大限度简化功率变换器,降低系统成本。
开关磁阻电机的电磁设计开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)是一种利用磁阻力产生转矩的电机。
在SRM电机中,转动部件是一个由一系列磁场互相耦合的铁磁材料构成的转子,它和定子之间没有任何电磁感应元件。
因此,SRM电机具有许多优点,例如结构简单、容量小、重量轻、高效率以及低成本等。
SRM电机的电磁设计是SRM电机设计中的一个重要环节。
其设计目标是使电机的转矩和功率因数优化,并使其达到高效率运行。
为了实现这个目标,需要进行以下几个方面的电磁设计。
首先,需要确定电机的工作原理和各种性能指标。
在SRM电机的设计中,常用的工作原理是磁阻推力原理。
在该原理下,通过改变定子上电流的大小和方向,可以产生一个斥力,进而驱动转子转动。
因此,需要确定电机的定子电流和栅极火花的位置和数量等参数。
其次,需要进行电机的磁路设计。
磁路设计主要包括定子和转子的磁路结构设计。
在定子的磁路设计中,需要确定定子的槽形和定子线圈的绕组方式。
在转子的磁路设计中,需要确定转子的磁阻分布和转子磁通闭合的路径。
通过对定子和转子的磁路设计,可以优化电机的磁通分布,提高电机的磁阻和转矩。
然后,需要进行电机的线圈设计。
线圈设计主要包括定子线圈和转子线圈设计。
定子线圈设计中,要考虑线圈元件的形状和尺寸,以及线圈的绕组结构和电流密度。
转子线圈设计中,要考虑转子线圈的尺寸和形状,以及线圈的绕组方式和电流密度。
通过优化线圈的设计,可以提高电机的工作效率和功率因数。
最后,需要进行电机的性能评估和优化设计。
性能评估主要包括电机的转矩、功率因数、效率等。
通过对电机的性能进行评估,可以找出电机的不足之处,进行相应的优化设计,以提高电机的性能。
总之,SRM电机的电磁设计是SRM电机设计中的一个重要环节。
通过合理的电磁设计,可以提高电机的转矩和效率,实现电机的高效运行。
但是,电磁设计还需要考虑其他因素,如电机的机械设计、控制系统设计等。
开关磁阻电机开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)是随着现代电力电子技术、控制技术及数字计算机技术的发展而出现的一种新型无级调速电机,是典型的机电一体化产品。
一、开关磁阻电机特征“开关磁阻电机”一词源于美国学者S.A.Nasar1969年撰写的论文中,描述了开关磁阻电机的两个基本特征:1、开关性---电机必须工作在连续的开关模式,这也是为什么继各种新型功率半导体器件发展后开关磁阻电机才得以发展的主要原因。
2、磁阻性---定、转子具有可变磁阻回路。
二、开关磁阻电机的结构及工作原理开关磁阻电机的定子和转子都是凸极结构,即双凸极结构,转子、定子极数不相等,转子和定子铁芯由导磁良好的硅钢片压制而成,转子铁芯无绕组,定子凸极上有集中绕组。
与普通电机一样,转子、定子之间有很小的气隙,转子可以在定子内自由旋转,开关磁阻电机根据转子、定子极数不同可以有多种不同相数的结构,比如定子有6个极,转子有4个极,6/4结构三相开关磁阻电机,如图1所示。
图16/4结构三相开关磁阻电机图中,定子径向相对的两绕组串联成一相,比如AX相、BY相、CZ相,转子径向的凸极构成一组。
由于定子极数与转子极数不相等,所以定子极距和转子的极距不相等,当任意相定子凸极中心线与转子凸极中心线重合时,另外一组转子凸极中性线与定子其他相凸极中性线错开。
如图2所示6/4结构开关磁阻电机运转截面图,当A相接通电源产生磁通,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,此时由于A相绕组对应的定子凸极中性线与转子凸极中性线不重合,磁阻不是最小,磁场就会产生拉力,牵引最近的转子凸极转到磁阻最小的位置,如图2转子逆时针转动100、200,直到转子凸极转到300与A相绕组对应的定子凸极重合为止,此时磁阻最小。
图2开关磁阻电机工作原理示意图为了使转子继续转动,在转子凸极转到300之前就断开A相电源,在300时接通B相电源,此时,B 相绕组产生磁通,牵引最近转子凸极继续逆时针转动400、500,如图3所示。
7.2 开关磁阻电动机开关磁阻电动机调速系统(Switched Reluctance Drive ,简称SRD )是20世纪80年代中期发展起来的新型交流调速系统,它由开关磁阻电动机(SRM )、功率变换器、位置检测器及控制器所构成,其系统构成与永磁无刷直流电动机几乎一样,如图7-19所示。
它以其电机结构简单可靠、系统效率高、高速运行区域宽等优良性能成为交流调速领域中的一支新军。
7.2.1 开关磁阻电动机的结构及其动作原理典型的三相开关磁阻电动机的结构如图7-20所示。
其定子和转子均为凸极结构,图示电机的定子有6个极(6s N =),转子有4个极(4r N =)。
定子极上套有集中线圈,两个空间位置相对的极上的线圈顺向串联构成一相绕组,图7-20 a)中只画出了A 相绕组;转子由硅钢片叠压而成,转子上无绕组。
该电机则称三相6/4极开关磁阻电动机。
在结构形式及工作原理上,开关磁阻电动机与大步距反应式步进电机并无差别;但在控制方式上步进电机应归属于他控式变频,而开关磁阻电动机则归属于自控式变频;在应用上步进电机都用作“控制电机”而开关磁阻电机则是拖动用电机,因此电机设计时所追求的目标不同而使电机的设计参数不同.工作原理当A 相绕组通电时,因磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合,将力图使转子转动最终使转子1、3极和定子A 、A '极对齐,A 相断电、B 相通电时,则B 相电流产生的磁吸力要吸引转子2、4极,使转子逆时针转动,最终使转子2、4极与定子B 、B '对齐,转子在空间转过30θ=机械角。
再使B 相断电、C 相通电,转子又将逆时针转过30,一个通电周期使转子在空间转过了一个齿距。
电机若按A-C-B-A 的顺序通电,则反方向旋转。
电流的方向不影响上述的动作过程。
为保证开关磁阻电动机能连续旋转,当A 相吸合时,B 相的定、转子极轴线应错开1/m 个转子极距,m 为电机相数,若电机极对数为p ,定子极数2s N mp =,则转子极数应为p m N r /)1(2 =。
根据这个规律,可得到各种不同相数、不同极数的开关磁阻电机,常用的有:三相6/4极,三相6/8极,四相8/6极,四相8/10极,三相12/8极等。
当电机定子每相绕组的通电频率为f 时,每个电周期转子转过一个转子极距,每秒钟转过f 个转子极距,即每秒转过r f N 转。
电动机的转速与绕组通电频率的关系为60rfn N =(7-5)7.2.2 开关磁阻电动机的工作原理图7-20 开关磁阻电动机动作原理图开关磁阻电动机的静转矩可以通过其磁场储能m W 或磁共能m W '对转子位置角θ的偏导数求得,即m W n i constθ'∂==∂ (7-6)在电机磁路不饱和的情况下,即假定磁路是线性的情况下,有21122m m W W i i L ψ'=== (7-7)从而静转矩为212m W LT iθθ'∂∂==∂∂ (7-8) 式中,i 、ψ、L 分别是通电相绕组的电流、磁链及电感。
式(7-8)反映出了磁阻性质转矩产生的原因,当电流恒定时,只有磁导Λ(2L N =Λ,N 是绕组匝数)随位置θ变化时才会产生转矩,且该转矩总是力图使Λ(或L )趋向最大处。
且可知0L θ∂>∂时,产生正向转矩;0L θ∂<∂时,产生制动转矩。
据此,即可由开关磁阻电动机的电感L (或磁导Λ)随转子位置角θ而变化的曲线()L f θ=得到矩角特性()T f θ=,两条曲线如图7-21a)、b)所示。
图a)是A 相绕组的磁导()A θΛ或电感()A L θ曲线,其电感最小位置是定子极轴线对准转子槽轴线的位置,并定义此时刻0θ=;其电感最大位置是定子极轴线与转子极轴线对齐的位置,是图7-20 a )状态的位置,此时刻的45θ=机械角。
从电感曲线可看到,电感变化的周期是90机械角,是一个电周期,故电角度是机械角度的r N 倍,为免去不同转子极数电机分析时角度不同的麻烦,以下θ角均以电角度(或电弧度)表示之。
图b)中,除A 相的矩角特性A T 外,还同时用虚线画上了B 、C 相的矩角特性。
从矩角特性可知,在0π这电感上升区域内在A 相绕组中通入电流(正、负电流都可以),就可以得到正转矩;在2ππ区域内,电感下降,故只要A 相绕组有电流就会得到制动转矩。
但在电感的最小值及最大值附近,电感不变或变化不大,所能得到的转矩为零或接近为零。
类似于无刷直流电动机自控式变频的方式,用位置信息来控制各绕组的通断即可输出正向的(或反向)的平均转矩。
用位置检测器把02π分成6个编码的区域①~⑥,如图7-21c)所示。
为充分利用正转矩,采用180导通方案,假设电流如图7-21d)所示,则可得到如图7-21 e)所示的电机输出转矩波形。
电动机将正向电动运行。
从图可看到,在位置码控制下,其导通顺序是A-AB-B-BC-C-CA-A 。
若改成图7-20 f) 所示的区域通电,对正向运行的电机,得到制动转矩,转矩波形如图7-21 g);对静止的电机则得到与参考方向反向的转矩,使电机反向起动,进入反转电动运行。
反转时,θ角是反向运动的,所以从图7-21e )可看到实际的导通顺序是A-AC-C-CB-B-BA-A 。
7.2.3 开关磁阻电动机的控制原理从上面的运行原理分析可知,开关磁阻电动机在采用自控式变频方式的情况下,只要能按位置的逻辑关系提供电流,控制电流的大小及其流通的区域就能控制转矩,进而就能控制转速。
对其它类型的电机,分析到这一步很快就可以得出完整的控制策略了,但开关磁阻电动机却不然,其原因是其电流的控制非常困难,这是开关磁阻电动机控制的主要难点。
讨论控制原理与控制策略时,将主要围绕如何控制电流的大小及其流通的区域的问题来展开。
1.电流方程对m 相对称的开关磁阻电动机,讨论其中一相的通电情况,列出其电路的电压平衡方程式为in d u iR dtψ=+(7-9)式中,in u ――电机绕组两端的电压;R ——电机一相绕组的电阻,一般情况下,R 很小,在近似的原理分析时0R ≈;ψ——电机一相绕组的磁链。
在电压源型变换电路中,通过开关元件的通、断组合,在单电源供电的情况下in u 最多只有三种可能:0din dU u U +⎧⎪=⎨⎪-⎩主开关元件导通时零电压续流时主开关元件关断负电压续流时 (7-10)设电机在匀速旋转,/d dt ωθ=,并把iL =ψ代入式(7-9),得θω∂∂++=+=Li dt di L iR dt iL d iR U in )( (7-11)上式等号右边的第1项是电阻压降,第2项是自感压降(变压器电势),第3项是与转速ω有关的旋转电势。
当把电压条件代入后,该方程是一个有关电流的方程,该电流方程表明绕组电流在导通期间的变化规律非常复杂,主要的影响因素是其旋转电势。
下面分析在主元件导通,绕组正向通电,in d u U =时的情况。
低速时,ω很小,旋转电势很小,电压d U 几乎全降落在式(7-11)右边的第2项上,使电流上升很快。
又由于是低速,每个位置区域所占的时间很长。
电流若无其它控制措施必然会过流。
这就需要在低速时采用斩波控制的方式。
高速时,ω很大,但旋转电势还与/L θ∂∂有关,/L θ∂∂有可能很大(电感上升区),也可能是负值的很大(电压下降区),也可能为零(电感最大值或最小值附近)。
因此,旋转电势与d U 的合成值[(/)]d U i L ωθ-∂∂使电流的变化趋势是:电流既可能上升,也可能下降,也有可能是水平保持。
若电流导通区域是如图7-21 d)所示的180°区域来导通,则/L θ∂∂在该区域都较大的正值,合成值[(/)]d U i L ωθ-∂∂不大,且因为高速,180°区域所占的时间并不长,这两个原因使电流在整个180°区域之中都无法升到所需要的电流值。
为了要得到所需的电流值,就必须把导通时刻前移,使导通时的/L θ∂∂小于零,合成值[(/)]d U i L ωθ-∂∂就将大大增大,使电流在前移的那一段区域内就能升到所需要的电流值。
这样一来,就引入了一个开关磁阻电动机特有的“开通角on θ、关断角off θ”的概念。
高速时,必须把开通角on θ前移,以得到所需的电流值。
这就需要在高速时采用移角度控制的方式。
2.磁链方程式(7-9)在0R ≈的条件下,把/dt d θω=代入,整理后可得磁链方程为0000d dUin U ud ωωθψψψθψψωψθψ+-⎧+⎪==⎨⎪-⎩⎰正向导通时,线性增长零电压续流时,保持不变零电压续流时,线性减小(7-12) 式中,Ψox 是该导通模式起始时刻的磁链。
以高速运行时为例分析。
高速时,导通期间不斩波,主元件连续导通,导通时的in u 为d U ,磁链线性增长;续流时的in u 为d U -,磁链线性减小。
ψ在θ坐标上的波形是一等腰三角形,导通区域与续流区域一样长,波形如图7-22所示。
当180导通时,关断后电流衰减到零的区间也要180,很明显,这时的转矩将有很大一段时间是负转矩,使电机的平均转矩下降,损耗增加。
为此,必须把关断角off θ从电感最大位置处前移,以免电流产生太大的负转矩。
同时也可知,绕组的连续导通区域不能大于180,否则绕组中的电流将连续,从运行原理分析上可知这是极不利的。
图7-223.电流控制方式从上面分析可知,为了控制电流的大小与流通区域,开关磁阻电动机在起动及低速时,必须采用电流斩波控制(Chopped Current Control ,简称CCC ),使电流控制在“给定电流水平ref I ”的上下。
其导通区域在起动及极低速时宜用180导通,在稍高转速时为避免电流进入制动区可根据位置码分区的多少而适当提前。
在斩波续流时,零电压续流将优于负电压续流。
其A 相的驱动信号g u 、电流A i 、电压A u 的波形如图9-23a)所示,图中斩波续流采用零电压续流,关断后的续流采用负电压续流。
在电动机高速运行时,只能通过改变开通角on θ及关断角off θ来达到所需的较大电流。
这种控制方式称之为角度位置控制(Angular Position Control ,简称APC ),其A 相的驱动信号g u 、电流A i 、电压A u 的波形如图7-23b)所示。
但应注意,高速轻载运行时,若采用角度控制将会使导通的区域很窄,以至电机的转矩脉动很大,故高速轻载时仍应结合CCC 控制以期达到所期望的电流值。
可以看到,电流给定水平ref I 、开通角on θ、关断角off θ是开关磁阻电动机为控制电流大小及导通区域的三个主要控制量,与其它电机相比,其控制变量多,但又不能用一个控制变量来完成全部的控制任务,在不同的条件下只能采用所需的控制变量,随着转速或负载的变化需要对控制模式进行切换,这是开关磁阻电动机控制的重大缺点。