开关磁阻发电机的原理与控制策略研究 《电机与控制应用））２００６，３３（１１）
开关磁阻发电机的原理与 控制策略研究
徐彦’，徐建国’，赵嵩 （１．郑州铁路职业技术学院，郑州４５００５２；２．郑州航空工业管理学院，郑州４５００１５）
摘要：介绍开关磁阻发电机的基本工作原理、系统组成。阐述了开关磁阻发电机的控制策略：角度位 置控制、电流斩波控制、ＰＷＭ控制以及励磁电压控制、全导通控制斩波控制等。开关磁阻发电机降低了成本， 具有较高的能量密度和高温、高速运行能力。 关键词：开关磁阻电机；电机原理；控制策略 中图分类号：ＴＭ３０１．２；ＴＭ３５２：ＴＭ３１文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－６５４０（２００６）１１－００１０－０４
Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ＸＵ Ｙａｈ ，ＸＵ Ｊｉａｎ—ｇｕｏ ，ＺＩＡＯ Ｓｏｎｇ （１．Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｒａｉｌｗａｙ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ＆Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００５２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００ １ ５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｓｔｒｕｔｕｒｅ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＳＲＧ）ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｎ— ｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｏｆ ＳＲＧ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ：ａｎｇｌｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｈｏｐｐｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ，ＰＷＭ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｅｘｃｉｔｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｆｕｌｌ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｈｏｐｐｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏ１．Ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＳＲＧ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｆｉｎａｌｌｙ．ＳＲＧ ｌｏｗｅｍ ｃｏｓｔ，ｈａｄ ｈｉｇｈｅｒ ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｒｕｎｎｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ａｔ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｈｅｏｒｙ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ０ 引 言 开关磁阻电机（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒ，简 称ＳＲＭ）结构简单、坚固，具有成本低、工作可靠、 控制灵活、运行效率高、容错能力强等优越特性，在 某些特殊应用领域有一定的应用优越性¨ 。ＳＲＭ 是一种典型的机电一体化电机，其控制灵活，容易 实现四象限运行，且可作发电机运行。目前以美国 ＧＥ公司为代表的航空电气界，从２０世纪８０年代 后期开始探索开关磁阻电机作为航空起动／发电机 的可行性 ，单机功率最大达到２５０ ｋＷ，输出电压 为２７０ Ｖ，其电压品质满足ＭＩＬ—ｓＴＤ—７０４Ｅ标准； 由Ｌｏｃｋｈｅｅｄ Ｍａｒｔｉｎ公司研制的美国空军下一代联 合攻击战斗机采用了８０ ｋＷ（ＤＣ ２７０ Ｖ）的开关磁 阻起动／发电机。这一切均表明开关磁阻电机作为 一种新颖的发电机是很有潜力的。但是，开关磁阻 电机自７０年代问世以来，多集中于开发调速电动 机，极少涉及发电方面。为了完善开关磁阻电机的 一１０一 理论，本文重点分析了开关磁阻发电机的发电原理 及发电运行控制策略。 １ 基本原理 双凸极磁阻电机的定、转子均为凸极齿槽结 构，定子设有集中绕组，转子无绕组。开关磁阻发 电机不存在起动问题，相数可以是单相、三相、四 相或其他多相。以目前广泛应用的三相６／４结构 电机为例，其截面如图１所示。其定子有６个齿 极，转子有４个齿极，每个定子齿极上设有１个绕 组，位于径向相对的２个线圈串联构成一相绕组， 可组成Ａ、Ｂ、ｃ三相绕组。图１画出其中Ａ相线 圈。下面对开关磁阻发电机的发电过程进行理论 分析。 以Ａ相导通为例，图２为单周期Ａ相电流波 形。在０ ～０ 区段，电源经过主开关对绕组供 电，称为“励磁”阶段。励磁开始点处于ＯＬ／ＯＯ＞０
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二、论文参考题目
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33 手机接听对驾驶安全的影响分析
34 铲雪车的机构设计
35 铲雪车的运动学仿真
第４４卷 ２０１１矩 第６期 ６月 赦电机 ＭＩＣＲＯＭＯＴＯＲＳ Ｖ０ｌ＿４４．Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２０１１
电励磁双凸极轮毂电机空载性能的有限元分析
余海阔，陈世元
（华南理工大学电力学院，广州５１０６４０）
摘要：该文提出了一种新型１２／８极电励磁双凸极轮毂电机的结构。采用有限元方法对电机内的磁场进行计算，
得出了电机空载时的磁场分布，并研究了不同励磁电流下电机的气隙磁密特性、磁链特性以及反电势波形，所得结
果为电机负载时选择励磁电流和换相角度提供了依据。
关键词：电励磁双凸极电机；轮毂电机；有限元法；空载性能
中图分类号：ＴＭ３５９．９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１—６８４８ｆ２０１１）０６．００２３—０３
Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｎｏ—ｌｏａｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ Ｄｏｕｂｌｙ
Ｓａｌｉｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｏ－－ｍａｇｎｅｔ Ｗｈｅｅ１．．ｈｕｂ Ｍｏｔｏｒ
ＹＵ Ｈａｉｋｕｏ，ＣＨＥＮ Ｓｈｉｙｕａｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １ ０４６０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ ｎｏｖｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ １ ２／８ ｐｏｌｅｓ ｄｏｕｂｌｙ ｓａｌｉｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏ—ｍａｇｎｅｔｉｃ ｗｈｅｅｌ—ｈｕｂ ｍｏｔｏｒ．Ｃａｃｕ． １ａｔｅ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｗｉｔｈ ｆｉｎｉｔ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ａｃｑｕｉｒｅ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｎｏ－ｌｏａｄ ｇａｐ—ｆｌｕｘ ｄｅｎｓｉｔｙ，ｆｌｕｘ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ＥＭＦ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔｓ ｗａｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｕｐｐｌｉｅｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｗｈｅｎ ｌｏａｄｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｏｕｂｌｙ ｓａｌｉｅｎｔ ｅｌｅｃｔｒｏ—ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｏｔｏｒ；ｗｈｅｅｌ—ｈｕｂ ｍｏｔｏｒ；ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ；ｎｏ—ｌｏａｄ ｃｈａｒ— ａｅｔｅｒｉｓｔｉＣ
发电机励磁系统调试方案
河南电力建设调试所
鹤壁电厂二期扩建工程
2×300MW机组
调试作业指导书
HTF-DQ306 。
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工程名称 鹤壁电厂二期扩建工程2×300MW机组
文件名称 发电机励磁系统调试方案
文件类别 分系统／整套启动
批 准
年 月 日
会
签 建设单位 工程
年 月 日
生产
年 月 日
监理单位
年 月 日
安装单位
年 月 日
审 核
年 月 日
编 写
年 月 日 。
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目 次
1 目的…………………………………………………(04)
2 依据…………………………………………………(04)
3 设备系统简介………………………………………(04)
4 试验内容……………………………………………(05)
5 组织分工……………………………………………(05)
6 使用仪器设备………………………………………(05)
7 试验应具备的条件…………………………………(05)
8 试验步骤……………………………………………(06)
9 安全技术措施………………………………………(10)
10调试记录……………………………………………(10)
