新型开关磁阻电机系统

一种新型的电机调速系统——开关磁阻电机系统
陈昊
【期刊名称】《上海电力》
【年(卷),期】2008(21)3
【摘要】开关磁阻电机系统具有结构简单、无刷、耐恶劣环境、动态响应好以及在较宽转速范围内运行效率高的优点,可在多种工业领域内广泛应用.文章介绍了开关磁阻电机系统结构及运行原理,给出了几种常见的开关磁阻电机结构,从简化定子嵌线工艺、增加单位体积输出容量、减小转矩脉动、提高系统效率角度考虑,推荐选用三相12/8结构.描述了几种常见的三相开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑,从降低功率开关器件电压定额要求、减小相电流峰值、提高系统效率、各相控制独立性好等方面衡量,建议采用三相不对称桥式功率变换器,最后给出了研制的几种开关磁阻电机系统样机照片.
【总页数】5页(P252-256)
【作者】陈昊
【作者单位】中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐州,221008
【正文语种】中文
【中图分类】TM352
【相关文献】
1.一种新型的调速装置——开关磁阻电机调速系统 [J], 赵光新
2.一种五相开关磁阻电机调速系统的设计与实现 [J], 申伯纯;林锋
3.一种开关磁阻电机调速系统的设计 [J], 郭云玲;马永翔
4.新型调速系统—开关磁阻电机 [J], 嵇恒
5.一种新型变速传动装置：开关磁阻电机调速系统 [J], 马仁富;胡轶
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一种新型的电机调速系统 开关磁阻电机系统陈 昊(中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏 徐州 221008)摘 要:开关磁阻电机系统具有结构简单、无刷、耐恶劣环境、动态响应好以及在较宽转速范围内运行效率高的优点,可在多种工业领域内广泛应用。

文章介绍了开关磁阻电机系统结构及运行原理,给出了几种常见的开关磁阻电机结构,从简化定子嵌线工艺、增加单位体积输出容量、减小转矩脉动、提高系统效率角度考虑,推荐选用三相12/8结构。

描述了几种常见的三相开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑,从降低功率开关器件电压定额要求、减小相电流峰值、提高系统效率、各相控制独立性好等方面衡量,建议采用三相不对称桥式功率变换器,最后给出了研制的几种开关磁阻电机系统样机照片。

关键词:开关磁阻;电机系统;电气传动;数字信号处理器(D SP);电动机车中图分类号:T M352 文献标识码:A1 引言开关磁阻电机系统电机结构坚固耐用、制造成本低、维护方便,系统调控性能好,四象限控制灵活,运行效率高;其电机定子采用集中式绕组,线圈嵌装容易、牢固。

热耗大部分集中于定子,电机易于冷却。

仅由电工硅钢片叠成的电机转子上无绕组、无永久磁体,不会发生感应电动机转子笼断裂或烧熔的故障;其转子惯量小,易于调控;系统起动电流小,起动和加速力矩大,每小时起动次数不受限制,可做不间断的连续起动、制动工作,过载能力强;可工作于堵转状态下,而不烧电机;电机又是无刷结构,适合在高粉尘、易燃、易爆等恶劣环境下运行,可实现其他类型电机无法比拟的高效率、长寿命、低成本运行。

特别是它可做到磁路上及电路上各相相互独立,当某相发生故障时,通过切除故障相可以保证系统继续运转,因而它具有较高的运行可靠性和容错能力;多电机传动时,实现转速同步、功率配比控制方便。

充分发挥开关磁阻电机系统的优点,实现其它类型电机无法取代的高性能、长寿命应用,是当今国际电气界研究的方向之一。

英国在开关磁阻电机的研究开发方面做过开创性工作[1~3],我国从20世纪80年代中以来已开展了这方面的研究工作。

开关磁阻电机驱动系统的运行原理及应用1.简介：开关磁阻电机由驱动器和电机两部分组成，其中驱动器根据外部输入源的指令向电机提供电流，而电机则将电流转化为转动力。

2.驱动电流：驱动器根据输入源的指令产生开关电流，该电流可以通过改变驱动器中的电流方向和大小来实现。

在每一个电机相中都有一个电流传感器，用于测量电流。

驱动器会根据这些测量结果，进行控制电机的电流。

3.磁化和消磁：当电流通过电机线圈时，它会产生磁场，从而使定子上的磁阻磁化。

然后，电流将被改变方向，导致磁阻逆磁化。

这个过程会不断重复。

4.转动力产生：由于磁阻的磁化和逆磁化，定子上的转子被吸引和排斥。

这个过程会持续下去，从而使电机转动。

1.工业机械：开关磁阻电机驱动系统可以应用于各种工业机械中，如机床、印刷机、绘图仪和工业机器人等。

它们能够提供高速、高力矩和高精度的转动控制，提高生产效率和产品质量。

2.汽车工业：开关磁阻电机驱动系统可以应用于汽车的多种部件中，如电动方向盘、电动驱动系统和汽车座椅调节器等。

它们能够提供精确的转动控制，提高汽车的舒适性和操纵性。

3.医疗设备：开关磁阻电机驱动系统可以应用于医疗设备，如手术机械、医疗床和医疗影像设备等。

它们能够提供平稳的转动和精确的位置控制，提高医疗设备的性能和安全性。

4.家用电器：开关磁阻电机驱动系统可以应用于家用电器，如洗衣机、空调和冰箱等。

它们能够提供高效的转动和低噪音的操作，提高家用电器的使用体验和节能效果。

总结：开关磁阻电机驱动系统通过开关磁阻电机的独特运动原理，提供高效、高速和高精度的电机控制。

它已经在各个领域得到广泛应用，并为相关行业的发展和进步做出了重要贡献。

未来，随着科学技术的不断进步，开关磁阻电机驱动系统有望进一步发展和创新，为人类社会的发展做出更大的贡献。

电动汽车开关磁阻电机驱动控制系统开关磁阻电机驱动（Switched Reluctance Motor Drive，简称SRD）系统是一种新型的开关磁阻电机调速系统，主要由开关磁阻电机、功率变换器、控制器和检测器等几部分组成。

开关磁阻电机驱动系统兼有交流调速系统和直流调速系统的优点，结构简单、坚固耐用、可控参数多、控制方式灵活、可得到多种机械特性，在宽广的调速范围内均具有很高的效率，因此在工业电气传动、自动化控制和航空航天等领域均有着十分广阔的应用前景。

1 开关磁阻电机控制系统的结构开关磁阻电机驱动系统主要由开关磁阻电机、功率变换器、控制器和检测器等几部分组成。

开关磁阻电机是SRD系统中实现机电能量转换的部件；功率变换器的作用是将电源提供的电能经适当转换后提供给开关磁阻电机。

控制器则是SRD系统的中枢，它综合处理速度指令、速度反馈信号以及电流传感器、位置传感器的反馈信息，控制功率变换器中主开关器件的工作状态，从而实现对电机运行状态的控制，使之满足预定的运行要求；检测器包括电流检测和位置检测两部分，其中电流检测用以实现系统的电流反馈，位置检测则是通过检测定、转子的相对位置，来确定对相应绕组的换相操作和计算转速。

2 电动汽车开关磁阻电机驱动控制系统1/ 42.1 系统硬件以及组成设计首先应将位置信号确定为频率信号，而将电流信号全部模拟成相应的电压信号，再经过A/D专业转换之后再进行输入；对于开停信号还有各种保护信号等都需要在对进行相应的外围电路处理之后，让它逐渐转变成为开关信号，然后经I/O口输入。

需要注意的是，在信号输出过程中，相触发信号又被称作开关信号，而其余各种指示信号又被称作开关信号，所以在实际的运作过程中，我们可以使用单片机的I/O来进行信号输出。

位置传感器中的信号输入电路能够将电动机位置上的传感器所发出的信号波形，经过相应的整形转换在输进专用的8751单片机之后进行有效实现：①利用传感器波形来对电动机转子位置进行有效确定，从而对电动机通电相序进行有效控制；②利用传感器波形来对电动机运行过程中的实际转速进行有效确定，从而进行有效的PID运算。

开关磁阻电机发展概况及市场趋势开关磁阻电机最早由美国的一家公司发明并推出市场，以其独特的优势受到了广泛关注和认可。

相比传统的电机技术，开关磁阻电机在效率和能耗方面有较大的优势。

它通过电流改变磁场的方向来控制转子的运动，不需要传统电机中的电刷和换向器，减少了能量的损耗和噪音的产生。

另外，开关磁阻电机还具有高转矩和启动扭矩大的特点，适用于各种负载要求。

随着磁力材料和电子技术的不断进步，开关磁阻电机的性能和效率也在不断提高。

目前，开关磁阻电机的效率已经可以达到90%以上，超过了传统的感应电机和齿轮电机。

而且，开关磁阻电机的设计结构相对简单，制造成本较低，具有较长的使用寿命，这些特点进一步提升了其市场竞争力。

在应用方面，开关磁阻电机已经被广泛应用于家电、汽车、机械制造、航空航天等行业。

在家电领域，开关磁阻电机可以用于风扇、抽油烟机、冰箱压缩机等产品，提供高效率和低噪音的运行。

在汽车领域，开关磁阻电机可以应用于电动车辆的驱动系统，提供高转矩和高效率的驱动力。

在机械制造和航空航天领域，开关磁阻电机可以用于机械传动系统和飞行器的动力系统，提供可靠的运行和精确的控制。

市场趋势方面，开关磁阻电机在未来将有更广阔的市场前景。

一方面，随着人们对能源利用效率和环境保护意识的增强，对高效率和低能耗的电机需求将越来越高。

开关磁阻电机作为一种高效的电机技术，将可以满足这一需求。

另一方面，随着新能源汽车的普及和需求的增加，对高效率、高转矩和低噪音的电机也将越来越大，而开关磁阻电机正是满足这些需求的理想选择。

总之，开关磁阻电机是一种具有很大发展潜力和市场前景的新型电机技术。

它可以实现高效率、高转矩、低能耗和低噪音的运行，已经在多个领域展示出了广阔的应用前景。

随着磁力材料和电子技术的不断进步以及对能源效率和环境保护需求的增加，开关磁阻电机在未来的市场趋势将更加明确和广阔。

新型调速系统—开关磁阻电机
嵇恒
【期刊名称】《科技创新导报》
【年(卷),期】2013(000)026
【摘要】开关磁阻电机是一种新型无极调速电机,尤其构成的无级调速系统,表现出兼有直流和交流两种调速系统的优点,已经发展为最新一代调速系统,并以低成本、高效率、可靠灵活的调速性,得到迅速的发展和应用.该文简述了开关磁阻电机的系统构成、工作原理及特点,并对开关磁阻的发展及其应用领域进行了系统论述.【总页数】1页(P73)
【作者】嵇恒
【作者单位】国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心北京100190
【正文语种】中文
【中图分类】TM352
【相关文献】
1.一种新型的调速装置——开关磁阻电机调速系统 [J], 赵光新
2.一种新型的电机调速系统——开关磁阻电机系统 [J], 陈昊
3.一种新型变速传动装置：开关磁阻电机调速系统 [J], 马仁富;胡轶
4.基于变比例-退饱和式PI调节器的开关磁阻电机调速系统设计 [J], 魏子涵;赵咪;谷贵志;付昶鑫
5.基于转矩分配函数法的开关磁阻电机调速系统研究 [J], 刘伟亮;李培英;杨静;谷云高
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开关磁阻电机工作原理
开关磁阻电机是一种利用磁阻效应来实现电机转动的新型电机，它具有结构简单、体积小、效率高等优点，因而在各种应用场景中得到了广泛的应用。

那么，开关磁阻电机是如何实现工作的呢？接下来，我们将详细介绍开关磁阻电机的工作原理。

首先，开关磁阻电机的核心部件是磁阻转子。

磁阻转子由多个磁性材料组成，
这些材料在不同的磁场作用下具有不同的磁导率。

当外加电流通过定子线圈时，产生的磁场会使磁阻转子中的磁性材料受到磁力的作用，从而使磁阻转子发生旋转运动。

这种旋转运动可以用来驱动机械装置，实现各种工作任务。

其次，开关磁阻电机的工作原理涉及到磁阻效应。

磁阻效应是指在外部磁场的
作用下，磁性材料的磁导率发生变化的现象。

在开关磁阻电机中，通过改变定子线圈中的电流方向，可以改变磁阻转子中磁性材料的磁导率，从而控制磁阻转子的旋转运动。

这种通过改变电流方向来控制磁阻转子旋转的方法，被称为磁阻效应驱动。

最后，开关磁阻电机的工作原理还涉及到电子控制系统。

电子控制系统通过对
定子线圈中的电流进行精确控制，可以实现对磁阻转子旋转运动的精确控制。

同时，电子控制系统还可以实现对开关磁阻电机的启动、制动、速度调节等功能，从而满足不同工作场景对电机性能的要求。

综上所述，开关磁阻电机通过利用磁阻效应和电子控制系统，实现了高效、精
确的电机转动，具有结构简单、体积小、效率高等优点。

在各种应用场景中，开关磁阻电机都发挥着重要的作用，为各种工程和生产提供了可靠的动力支持。

希望通过本文的介绍，读者对开关磁阻电机的工作原理有了更深入的了解。