一种新型定子齿极结构的开关磁阻电机电磁分析

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开关磁阻电机原理和应用

开关磁阻电机开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。

它的构造简单稳固，调速范围宽，调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，系统可靠性高。

主要由开关磁阻电机、功率变换器、控制器与位置检测器四部分组成。

控制器内包含控制电路与功率变换器，而转子位置检测器那么安装在电机的一端。

其电机部分由于是运用了磁阻最小原理，故称为磁阻电动机，又由于线圈电流通断、磁通状态直承受开关控制，故称为开关磁阻电动机。

特征开关磁阻电机构造简单，性能优越，可靠性高，覆盖功率范围10W~5MW的各种上下速驱动调速系统。

使的开关磁阻电机存在许多潜在的领域，在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用〔电动车驱动、通用工业、家用电器、纺织机械、电力传动系统等各个领域〕。

优点◆其构造简单，价格廉价，电机的转子没有绕组和磁铁。

◆电机转子无永磁体，允许较高的温升。

由于绕组均在定子上，电机容易冷却。

效率高，损耗小。

◆转矩方向与电流方向无关，只需单方相绕组电流，每相一个功率开关，功率电路简单可靠。

◆转子上没有电刷构造稳固，适用于高速驱动。

◆转子的转动惯量小，有较高转矩惯量比。

◆调速范围宽，控制灵敏，易于实现各种再生制动才能。

◆并具频繁启动〔1000次/小时〕，正向反向运转的特殊场合使用。

◆且启动电流小，启动转矩大，低速时更为突出。

◆电机的绕组电流方向为单方向，电力控制电路简单，具有较高的经济性和可靠性。

◆可通过机和电的统一协调设计满足各种特殊使用要求。

缺点其工作原理决定了，假设需要开关磁阻电机运行稳定可靠，必须使电机与控制配合的很好。

因其要使用位置传感器，增加了构造复杂性，降低了可靠性。

对于电机本身而言，转矩脉动大是其固有的缺点；在电机远离设计点的时候，转矩脉动大会表达的更加明显。

假设单纯使用电流斩波或最优导通角控制方法，对其转矩脉动的改善不是很大，需要参加更加复杂的算法。

开关磁阻电机的特点

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。

开关磁阻电机原理

开关磁阻电机原理开关磁阻电机是一种新型的非接触式电机，它是利用磁阻效应实现电能转换成机械能的机电系统。

开关磁阻电机是一种以永磁体为励磁源、以铁心瞬时磁阻变化为工作原理的非线性电机，是一种新型的电力传动技术。

下面将从原理、结构、工作过程三个方面对开关磁阻电机进行解析。

开关磁阻电机的原理是利用磁场产生的磁阻力来驱动转子旋转，从而转换电能为机械能。

这种电机的组成主要包括永磁体、铁芯、绕组、中心轴、定子等部分。

永磁体是该电机的励磁源，它产生的磁力线通过铁芯传递到定子上，使定子上的绕组产生电磁力。

在电机工作过程中，控制电路会对绕组进行加电和切断，以使定子的磁阻力变化。

定子磁阻力变化可以驱动转子旋转。

三、开关磁阻电机的工作过程开关磁阻电机的工作过程可以分为四个阶段：励磁阶段、瞬间通电阶段、瞬间切断电流阶段和减速阶段。

励磁阶段是该电机最开始的状态，永磁体提供磁场，定子上的绕组中没有电流通过，此时转子处于静止状态。

瞬间通电阶段是定子上的磁场急剧变化的时候，此时控制电路会向绕组中加入短脉冲电流，使定子上的磁场忽然变大，这会产生向转子端的磁阻力。

瞬间切断电流阶段是在达到一定功率后，控制电路将绕组中的电流切断，此时定子上的磁场急剧消失，转子也因惯性而继续运动，此时又产生了向转子端的磁阻力，抵消了转子的惯性。

减速阶段是电机停止工作的状态，此时定子的磁场和转子的转动都已经消失。

总之，开关磁阻电机是一种基于磁阻效应的非线性电机，是一种全新的电力传动技术。

它的主要原理是利用磁场变化产生的磁阻力来驱动转子旋转，从而将电能转换成机械能。

该电机具有构造简单、效率高、输出扭矩大等优点，适用于一些对质量、体积有严格要求的场合。

开关磁阻电机的设计与应用

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。

开关磁阻电机结构原理

二、三相开关磁阻电机
6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
开关磁阻电机结构原理
三相开关磁阻电机是开关磁阻电机中最常用的类型，它由三个定子和两个转子组成。每个定子都有一个电感线圈和一个永磁体，而两个转子则通过电磁作用相互连接。当其中一个定子的电感线圈通电时，它会产生一个磁场，该磁场会吸引对应的转子上的磁极，从而使转子旋转。当一个定子的电感线圈通电时，另一个定子的电感线圈也会通电，产生另一个磁场，从而推动另一个转子旋转
开关磁阻电机结构原理
示例和应用
首先,开关磁阻电动机在汽车行业中有着广泛的应用。由于其高效率、较低的噪音和震动水平,开关磁阻电动机在汽车空调系统、电子助力转向系统、变速器控制系统等方面得到了广泛采用。此外,在新能源汽车中,开关磁阻电动机作为驱动电机的一种选择,具有能耗低、强度高、启动速度快等特点,越来越受到关注其次,开关磁阻电动机也在家电行业中得到了广泛运用。例如,吸尘器、电动工具、风扇等家用电器中经常采用开关磁阻电动机作为驱动设备,其高效率、低噪音和可靠性等特点,使其深受用户喜爱
开关磁阻电机结构原理
开关磁阻电机的类型
开关磁阻电机可以分为单相和三相两种类型一、单相开关磁阻电机单相开关磁阻电机是最简单的开关磁阻电机，它只有一个定子和一个转子。定子由一个永磁体和一个电感线圈组成，而转子由一个导磁材料构成。当定子中的电感线圈通电时，它会产生一个磁场，该磁场会吸引转子上的磁极，从而使转子旋转单相开关磁阻电机的优点是结构简单、成本低、维护方便，适用于一些简单的控制系统中。但是，由于只有一个相，所以它的输出功率和扭矩相对较小，适用于一些轻载的场合
开关磁阻电机结构原理
开关磁阻电机的工作原理开关磁阻电机的工作原理
1. 初始状态:在电机初始状态下,磁阻切换器将磁通量导向转子的一个极性,使得转子与定子之间存在磁阻 2.通电启动:当电源给电机提供电流时,电流通过定子线圈,产生磁场。此时,由于磁阻切换器的作用,磁通量无法直接通过转子,导致转子受到磁阻的阻碍,无法自由转动 3.磁阻切换:在转子受到磁阻的阻碍时,磁阻切换器会切换磁通的路径,使得磁通量可以通过转子。通过切换,磁通量的路径发生变化,从而改变了转子所受到的磁阻大小

开关磁阻电机控制系统设计

摘要开关磁阻电机调速系统是一种新型电机调速系统，结构简单，成本低，调速性能优异，是传统交、直流电机调速系统的强有力竞争者，具有强大的市场潜力。

本文以DSP为控制核心，研究并设计了15kW三相12/8极SRM的调速实验系统，用于SRM控制技术的研究。

本文概述了开关磁阻电机调速系统(Switched Reluctance Drive，简称SRD)及其发展和研究现状，论述了其主要研究方向，阐述和分析了开关磁阻电机的结构、运行原理以及系统控制。

并且对SRD系统总体硬件结构进行了设计。

采用不对称半桥型结构，在进行了相关功率器件选型计算的基础上设计了该SRD调速实验系统的功率变换器。

然后，以TMS320LF2407为核心设计了开关磁阻电机控制系统的硬件电路，给出了包括电流检测、位置检测、故障保护等部分电路的详细设计，充分利用了DSP的丰富外设资源，达到了简化电路结构、提高运行可靠性的目的。

另外本文讨论了开关磁阻电机控制软件的设计，采用模块化编程方法，采用基于多中断的控制程序，提高了控制软件的效率。

最后，利用MATLAB/SIMULINK对上述12/8极开关磁阻电机调速系统建立了非线性仿真模型，并对该系统进行了仿真实验，实现了调速，并达到了开关磁阻电机调速系统研究和设计的预期目标，验证和深化了前文所取得一些理论成果，同时也为更近一步研究打下了基础。

关键词：开关磁阻电机；调速系统；DSP；MATLAB/SIMULINK；仿真ABSTRACTSwitched Reluctance Drive system is a new motor drive system. It has many good features for example simple structure, low cost and excellent driving performance. It's the strongest competitor to traditional AC and DC drive system, so it has powerful future.This paper developed a speed experimental system for a 3-phase 12/8-pole SRM of 15 kW based on TMS320LF2407 DSP, which can be used for the technical research on SRM control.The thesis summarizes the development and research of switched reluctance drive (SRD), discusses the main research direction. The structure of SRM, operation principle, and the control scheme of the SRD are elaborated and analyzed. And the whole structure of hardware is schemed out for the SRD speed experimental system. Adopting the dissymmetry half-bridge structure, a power converter is designed for the system after selection calculation of the corresponding devices. Then, TMS320LF2407 DSP is used to design the hardware circuits of SRM control system, and design details including the current detection, position sensing, fault protection and PWM output etc. are provided. Because of the full use of the abundant peripheral resources of DSP, it comes to the aim simplifying the circuit structure and heightening the reliability. Also, the thesis discusses the routine designing issue. Because the modularized programming method is adopted, and multi-interrupt processing technique is used, operation efficiency of the control software is highly raised. At last, with the MATLAB/SIMULINK a nonlinear simulation model for the foregoing 12/8-pole SRM control system is established. And the simulation experiments have been done on this model. Speed adjustment is realized, and other targets on the research and design of SRM control system are reached, which establishes a good foundation for further research.Keywords：Switched Reluctance Motor; Drive System; DSP; MATLAB/SIMULINK；Simulation目录1 绪论 (1)1.1开关磁阻电机的发展概述 (1)1.2开关磁阻电机调速系统组成 (2)1.3开关磁阻电机调速系统研究现状和方向 (2)1.4本文研究的内容 (4)2 开关磁阻电机原理 (5)2.1开关磁阻电机的基本结构和运行原理 (5)2.1.1电机结构 (5)2.1.2运行的原理 (6)2.1.3电机的基本方程 (7)2.2开关磁阻电机调速系统的基本控制方式 (8)2.2.1角度控制方式(APC) (9)2.2.2电流斩波方式(CCC) (10)2.2.3电压斩波PWM控制方式 (11)2.2.4组合控制 (13)2.3系统控制方式及控制策略的确定 (13)3 SRD调速实验系统硬件设计 (15)3.1 SRD系统设计方案 (15)3.2基于TMS320LF2407控制器的SRD系统硬件结构设计 (16)3.3功率变换器设计与选型 (18)3.3.1功率变换器主电路的选择 (19)3.3.2功率开关器件的选择及参数计算 (19)3.3.3 IGBT驱动电路的设计 (21)3.4控制、检测和保护电路的设计 (22)3.4.1转子位置检测 (22)3.4.2 PWM输出电路 (23)3.4.3电流检测电路 (24)3.4.4故障检测与保护电路 (25)3.4.5键盘与显示电路 (27)4 软件设计 (29)4.1总的设计思路 (29)4.2主程序设计 (29)4.2.1初始化子程序 (29)4.2.2键盘和显示子程序 (31)4.2.3功率驱动保护子程序 (32)5 SRD系统仿真 (34)5.1基于MATLAB/SIMULINK的SRD非线性仿真模型的建立 (34)5.2 CCC方案下SRD仿真模型 (35)5.3 仿真结果 (40)6 总结 (45)参考文献 (46)翻译部分 (48)中文译文 (48)英文原文 (57)致谢 (68)1 绪论开关磁阻电机调速系统(Switched Reluctance Drive，SRD)是80年代中期发展起来的新型调速系统[1]。

开关磁阻电机

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开关磁阻电机的工作原理
SRM的工作原理
• 电磁感应原理：转子绕组切割磁力线产生感应电动势 • 磁阻变化原理：定子凸极与转子凸极相对位置变化导致磁阻变化 • 扭矩产生：磁阻变化产生电磁扭矩，驱动转子旋转
SRM的运转过程
• 启动阶段：电流通过定子绕组产生磁场，转子开始旋转 • 运行阶段：转子转速增加，磁阻变化减小，电流逐渐减小 • 停止阶段：转子停止旋转，磁阻变化消失，电流降至零
应用领域的拓展
• 新能源汽车：提高电动汽车性能，降低能耗 • 家用电器：提高家用电器性能，降低能耗 • 工业自动化：提高生产效率，降低能耗
技术水平的提升
• 高性能电机的研究与应用：提高电机性能 • 新型控制策略的研究与应用：提高控制精度和响应速度 • 高性能驱动电路的研究与应用：提高驱动效率和可靠性
开关磁阻电机的技术发展趋势
高性能材料的应用
• 高磁能永磁材料：提高电机磁能密度 • 高强度绝缘材料：提高电机绝缘性能 • 高导热材料：提高电机散热性能
高性能电机设计
• 优化磁路设计：提高电机效率和扭矩 • 优化绕组设计：降低铜损，提高效率 • 优化轴承设计：提高电机运行稳定性
开关磁阻电机的研究热点与挑战
研究热点
• 新型控制策略：提高控制精度和响应速度 • 高性能驱动电路：提高驱动效率和可靠性 • 高性能材料的研究与应用：提高电机性能
挑战
• 高效率与高性能的平衡：提高电机效率，同时保持高性能 • 控制策略的优化：实现精确控制，提高系统性能 • 制造工艺的改进：提高电机制造工艺水平，降低成本
开关磁阻电机的未来展望

一种新型开关磁阻电机驱动装置[实用新型专利]

专利名称：一种新型开关磁阻电机驱动装置专利类型：实用新型专利
发明人：李晓辉,田翰辰,丁金龙
申请号：CN202020838267.9
申请日：20200519
公开号：CN212305192U
公开日：
20210105
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种新型开关磁阻电机驱动装置，包括机箱，所述机箱内部设有驱动板、散热器、功率器件、电容板和控制板，所述机箱内部依次安装有驱动板和电容板，所述电容板与驱动板相连接，所述驱动板、电容板和功率器件的上方覆盖安装有中板，所述中板的上表面设有控制板，所述机箱上表面的上部设有上盖板，此设置可便于散热风扇进行拆卸，使散热风扇便于定期清理、维修和更换，增强了装置的使用寿命，避免散热风扇损坏导致装置内部温度过高，使电元器件损坏，本装置结构简单，效果明显，便于控制，可推广使用。

申请人：北京达科轩传动技术有限公司
地址：100000 北京市通州区兴贸一街7号院1号楼1层101
国籍：CN
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《开关磁阻电机》课件

关磁阻电机在电动汽车领域的应用也越来越广泛。
电动汽车的驱动系统需要能够提供更高的扭矩和功率，同时还要具备较高的可靠性和效率。开关磁阻电机能够满足这些要求，因此在一些高端电动汽车中得到了应用。
在工业领域的应用
工业领域是开关磁阻电机的重要应用领域之一，特别是在需要高扭矩、高可靠
性、高效率和高寿命的场合。
发展
开关磁阻电机在发展过程中不断改进和优化，以提高效率、降低成本、减小体积和重量等方面取得显著进展。目前，开关磁阻电机已经在工业自动化、电动车、家用电器等领域得到广泛应用。
特点与优势
特点
开关磁阻电机具有结构简单、成本低、可靠性高、效率高、调速范围宽等优点。
开关磁阻电机具有更高的能效和可靠性，适用于需要频繁启动、制动和调速的场合。此外，开关磁阻电机的控制系统简单，维护方便，适用于各种恶劣环境。
开关磁阻电机的设计、制造和控制系统已经得到了很大的发展，但仍存在一些挑战和问题需要进一步研究和解决。
对未来研究的展望
随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，开关磁阻电机的性能和功能需要进一步优化和完善。
未来的研究将更加注重开关磁阻电机的智能化、高效化、小型化和轻量化等方面的研究，以适应更加复杂和多变的应用场景。
在工业领域中，开关磁阻电机主要用于驱动各种机械设备，如压缩机、泵、风机、传送带等。由于其高效、可靠、维护成本低等优点，开关磁阻电机在工业
领域中得到了广泛应用。
在工业自动化和智能制造领域，开关磁阻电机的高效性和可靠性也得到了广泛应用，如机器人关节驱动、自动化生产
线等。
在家用电器领域的应用
家用电器是开关磁阻电机的重要应用领域之一，特别是在需要高效、低噪音、低维护成本的家电产品中。

开关磁阻电机驱动系统的仿真研究

ＺａｇＧｕｙｈｎｉｕ
ＳａｄｎｏａｉｎｌｌｇｆＩｄｓｒｈｎｏｇＶｃｔａｌｅｏｎｔｙｏＣｏｅｎ
摘
要：针对开关磁阻电机应用开发中的问题，采用
设计是现代产品设计的发展趋势。
ＭＡＴＡＢｓＭｕＬＮＫ以及有限元计算软件对开关磁阻Ｌ／ＩＩ电机进行了建模和仿真的研究。结果证明了此建模方法的合理性、有效性，为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。关键词：开关磁阻电机仿真模型控制器
ＳＲＭ的基本方程组可以总结如下：
Ｖｉ，２ … ，；ｋ【ｌｉ，ｑ
：
Ｋｅｗｏｄ：ＳｔｈｄＲｅｕｔｎｅＭｏｏＳｍｕａｉｎｙｒｓｗｉｅｌｃａｃｔｒｃｉｌｔｏ
ＭｏｅＣｏｔｏｌｒｄｌｎｒｌｅ
开关磁阻电机驱动系统（ＲＤ是２世纪８Ｓ）００年代出现的一种新型机电一体化的可控调速驱动系统。它是电机技术与现代电力电子技术、微机控制技术相结合的产物。由于开关磁阻电机
（ｌｉ，ｆ，ｉ；）ｆ２ …，ｋ …，ｑ０，
ｋ（，ｉ，ｉ）ｉｎ，２ …，ｑｄｋ
砌则系统的状态空间模型可表示为：，
Ｘ２
ＳＭ模型可以分为电磁和机械两大部分，Ｒ如
图２Ｓ。ＲＭ的电磁模型输入绕组端电压和转子位
置角，输出电磁转矩；ＲＳＭ机械模型输入电磁转矩和负载转矩，输出转子位置角，两个模块通过电磁转矩和转子位置角耦合在一起。

开关磁阻电机的九大优势、三大缺点、应用领域全面解析

开关磁阻电机的九大优势、三大缺点、应用领域全面解析近年来，开关磁阻电机逐渐走进了市场，因为该电机具有其他电机没有的优势，所以逐渐成为了市场未来发展的主要方向，目前已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域。

那么开关磁阻电机的优势到底是什么呢?让我们一起来了解一下吧!开关磁阻电机调速系统是以现代电力电子与微机控制技术为基础的机电一体化产品。

它是由开关磁阻电动机和微机智能控制器两部分组成，其特点是效率高、节能效果好、调速范围广，无冲击起动电流，起动转矩大，控制灵活等特点。

1998年，我国把发展电动机调速节能和电力电子节电技术纳入《中华人民共和国节能法》中，国家发改委“电动机节能计划”明确提出：提高电动机15-20%的效率，实现节电1000亿kWh/年。

因此，该种电机被广泛用于运输车辆驱动、龙门刨、锻压设备等需要重载起动，频繁启动，正反转的场合。

近几年，随着电机节能理念的逐渐深入，开关磁阻电机由于具有以下的特点，其正在应用于各种场合。

开关磁阻电机调速系统的特点：一、效率高，节能效果好。

经过测试，其整体效率比交流异步电动机变频调速系统至少高3%以上，低速下能提高至少10%，与直流调速、串级调速、电磁调速等比较，节电效果更明显。

二、起动转矩大，适合重载起动和负载变化明显且频繁启动的场合。

测试发现其启动转矩达额定转矩的150%时，起动电流仅为额定电流的30%，优势非常明显三、调速范围广。

开关磁阻电机可以在低速下长期运行，由于效率高，在低速下的温升程度比额定工况时要低，解决了变频调速电机低速运行时电动机发热问题，还可以根据实际灵活设置最高转速。

四、可频繁正、反转起动停止，系统调控性好，制动性好，能实现再生制动，节电效果显著。

五、起动电流小，避免对电网的冲击。

开关磁阻电机具有软启动特性，没有普通交流电动机起动电流大于5-7倍额定电流的现象。

六、功率因数高，不需增加无功补偿装置，测试发现，开关磁阻电机系统在空载和满载时的功率因数均大于0.98 。

开关磁阻电机原理

开关磁阻电机原理
开关磁阻电机是一种特殊的电动机，它利用磁阻效应来实现转动。

相比于传统的电动机，开关磁阻电机具有结构简单、功率密度高、电源利用率高等优点。

开关磁阻电机的工作原理是通过改变电磁线圈的电流路径，从而改变转子上的磁阻效应。

电磁线圈由一系列电感器组成，每个电感器都有一个控制开关与之相连。

当电流通过电磁线圈时，电感器的控制开关会根据控制信号的变化开关状态。

开关磁阻电机的转子由多个磁阻杆组成，每个磁阻杆都有一个磁性材料制成，并具有交替的南北极性。

当电流通过电磁线圈时，根据控制开关的状态，某些磁阻杆会被磁化，而其他磁阻杆则被磁场排斥。

这个磁阻力的不对称使得转子开始旋转。

为了保持转子的连续旋转，开关磁阻电机需要不断地改变电流路径和控制开关的状态。

这通常通过电子控制单元（ECU）来实现，ECU会根据传感器的反馈信号来控制电流路径和控制
开关的状态。

总的来说，开关磁阻电机利用磁阻效应和控制开关来实现转动，通过不断地改变电流路径和控制开关的状态，使得磁阻力的不对称推动转子旋转。

这种电机具有结构简单、功率密度高等优点，广泛应用于汽车和家电等领域。

开关磁阻电机ppt

转子磁极形状可变，定子磁极形状不变
磁阻电机具有定、转子两个磁极
开关磁阻电机的历史发展
20世纪60年代初，英国科学家提出开关磁阻电机的概念
20世纪70年代，开关磁阻电机进入商业应用
1969年，第一台开关磁阻电机样机研制成功
近年来，开关磁阻电机在新能源汽车等领域应用逐渐增多
开关磁阻电机的应用场景
THANK YOU.
04
开关磁阻电机的控制与调速
开关磁阻电机的控制方法
控制原理
开关磁阻电机的控制原理是基于磁通闭合和磁化曲线控制的。通过控制开关磁阻电机定子电流的通断，可以控制电机的磁通和转矩。
VS
控制策略
常用的开关磁阻电机控制策略包括电流斩波控制、角度控制和直接转矩控制等。其中电流斩波控制是通过控制电流的幅值来防止电流过大，角度控制是通过控制定子与转子的相对角度来控制转矩，直接转矩控制则是直接控制转矩的大小和方向。
开关磁阻电机的调速原理
调速原理
开关磁阻电机的调速原理是通过对电机定子电流的频率和相位进行控制来实现的。通过改变定子电流的频率和相位，可以改变转子与定子的相对位置，从而改变电机的转速。
控制方式
开关磁阻电机的调速控制方式包括PWM控制和角度控制两种。PWM控制是通过调节定子电流的占空比来控制电流的大小，角度控制是通过调节定子与转子的相对角度来控制电流的方向和大小。
开关磁阻电机的基本结构
开关磁阻电机是一种具有凸极效应的电机，其定、转子均为硅钢片叠加而成，转子上没有绕组，而定子上有集中绕组。
开关磁阻电机的运行原理
通过控制开关磁阻电机的绕组电流，产生磁场，进而使转子在凸极效应的作用下旋转。
开关磁阻电机的设计

新型电机的分类

新型电机的分类随着科技的不断进步，电机作为重要的动力设备，也在不断创新与发展。

新型电机在结构、工作原理和应用方面与传统电机有所不同，具有更高的效率、更小的体积和更广泛的应用领域。

根据其特点和应用范围的不同，新型电机可以分为以下几类。

一、永磁同步电机永磁同步电机是一种利用永磁体产生磁场来实现转子磁场与定子磁场同步的电机。

它具有高效率、高功率密度、高转矩和较宽的调速范围等优点，因此在空调压缩机、电动汽车、风力发电等领域得到广泛应用。

二、开关磁阻电机开关磁阻电机是利用磁阻对转子磁场的抵抗来实现转子运动的电机。

它具有结构简单、可靠性高、适应性强等特点，广泛应用于风扇、洗衣机、电动工具等家电和工业领域。

三、直线电机直线电机是一种将旋转运动转化为直线运动的电机。

它不需要传统的转子和传动装置，具有快速响应、高精度、高刚性和低噪音等优点，被广泛应用于自动化设备、数控机床和电梯等领域。

四、超导电机超导电机是利用超导体在低温下产生的零电阻和完全反射磁场的特性来实现高效率能量转换的电机。

它具有高效率、高功率密度和节能环保等优点，适用于高速列车、舰船推进、核磁共振等领域。

五、磁悬浮电机磁悬浮电机是利用磁悬浮技术实现转子悬浮和驱动的电机。

它具有无接触、无磨损、高转速和低噪音等特点，广泛应用于风力发电、离心式制冷压缩机和高速磁悬浮列车等领域。

六、电磁轨道交通电机电磁轨道交通电机是专门用于磁悬浮列车和磁吸附列车的电机。

它具有高功率密度、高转速、低噪音和低振动等特点，可以实现高速、平稳和节能的运行。

七、微电机微电机是指尺寸小于10毫米的电机，常用于微型机器人、医疗设备和消费电子产品等领域。

它具有体积小、重量轻、功率低的特点，可以实现微小空间内的精确控制和驱动。

总结起来，新型电机的分类包括永磁同步电机、开关磁阻电机、直线电机、超导电机、磁悬浮电机、电磁轨道交通电机和微电机。

每种类型的电机都有其独特的特点和应用领域，为各行各业提供了更高效、更可靠的动力支持。

开关磁阻电机原理

开关磁阻电机原理
开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor，SRM）是使用磁阻转矩产生的直接转矩
型交流电机。

它采用简单的结构，易于制造和维护，具有快速响应和高效率等优点，在工业、交通等领域有着广泛的应用。

开关磁阻电机的工作原理是通过转子和定子之间磁路的变化来产生电磁转矩。

该电机
的定子主要由多个齿形状的磁铁组成，它们相互分离，形成一系列平行的齿槽。

转子上不
带永磁体和绕组，与定子齿槽相对应形成齿空。

转子和定子之间没有电磁场，因此它可以
快速运动，具有快速响应的特点。

当电流加到定子绕组上时，绕组中的电流产生磁场，由于定子齿槽之间产生了差异的
电感量，因此当电流变化时定子齿槽之间的磁场也会发生变化，这就会在定子中产生一个
旋转磁场。

此时，由于转子上未带电势，所以转子会朝着磁场最小的齿空运动。

这样，由
于磁场变化，转子就会产生一个旋转转矩，从而使电机转动。

开关磁阻电机的控制方法主要是通过控制电流和位置来实现的。

控制电流可以通过改
变定子磁场来产生不同的转矩；位置控制则是通过传感器来探测电机的位置和速度，从而
实现对电机的控制。

在现代工业中，开关磁阻电机已经成为最受欢迎的电机类型之一。

它具有简单的结构、少量的部件、高效率、低成本、快速响应等优点，可以用于多种应用，例如：空调压缩机、切割机、泵、风机、电动汽车等。

同时，它还具有较好的低速性能、高扭矩和启动力矩等
特点，因此被广泛应用于可再生能源、工业自动化、交通等领域。

开关磁阻电机结构

开关磁阻电机结构开关磁阻电机，又称为磁阻电动机，是一种新型驱动技术，该技术无需通电即可启动电机。

它具有结构简单、可靠性高、效率高、适应性强等优点，被广泛应用于家电、机床、交通等领域。

下面将详细介绍开关磁阻电机的结构。

1. 基本结构开关磁阻电机由转子、定子、机壳、定位部件和速度传感器组成。

其中转子和定子之间没有电气连接，靠磁阻力实现转矩传递。

转子由铁心、磁性材料和通电绕组组成。

定子由铁心、固定绕组和控制绕组组成。

机壳由铝合金材料制成，定位部件用于定位转子与定子之间的间隙，速度传感器用于检测电机转速和转向。

2. 转子结构转子一般采用圆盘形磁阻材料制成，其材料一般选择磁阻率高、居里温度高的材料。

转子的铁心结构分为单层和双层铁心结构。

单层结构铁心上有一层铁片组成，双层结构则在单层结构的基础上增加了一层环形铁心片。

这种结构有利于提高转子的扭矩和转速，并能降低热损失。

3. 定子结构定子由铁心和绕组组成。

绕组分为定子绕组和控制绕组，控制绕组用于产生旋转磁场，定子绕组与控制绕组相互作用，产生电磁感应力，从而产生转矩。

定子绕组的数量决定了电机的性能，一般采用奇数槽数量。

定子铁心上会安装固定绕组，该绕组是用于监测反电动势的，以保证电机稳定运行。

4. 控制部分开关磁阻电机要通过控制绕组来实现电机运行。

电机的控制电机通常采用空间矢量控制法及直接转矩控制法。

控制电路通过控制绕组的开关状态，使定子绕组与控制绕组形成一个旋转磁场，从而产生电磁力，实现电机的运行。

控制绕组在电机运行过程中消耗的电能很少，因此不会产生额外的电磁噪声和损耗，从而降低了电机的噪声和损耗。

总之，开关磁阻电机在结构上十分简单，但能够实现高效、可靠的驱动效果。

在家电、机床和交通等领域中得到了广泛应用。

未来开关磁阻电机将继续发展，其结构和性能方面将进一步提高。

双定子开关磁阻电机的磁场分析及转矩计算

电气传动2020年第50卷第12期Abstract:A new structure of dual-stator switched reluctance motor was proposed on the basis of conventional switched reluctance motor ，and its working principle and control mechanism were introduced.The motor adopted double stator structure inside and outside ，and the stator and rotor were three-stage design in the direction of the center axis.The output torque of the motor was improved.In addition ，the number of teeth of the motor stator and rotor was increased in order to reduce the output torque ripple.Through establishing a mathematical model of the motor ，the characteristics of the inductance ，flux ，torque and current of the motor were calculated.The finite element method was used to analyze the physical quantities and the magnetic field distribution of the motor air gap.The output torque and phase current of the dual stator structure and ordinary structure were compared ，and the excellent performance of the dual stator motor was verified.Key words:switched reluctance motor ；double stator ；magnetic field analysis ；torque基金项目：国家自然科学基金（51577048，51877070，51637001）；河北省自然科学基金（E2018208155）；河北省高等学校科学技术研究重点项目（ZD2018228）；高节能电机及控制技术国家地方联合工程实验室开放课题基金（KFKT201804）作者简介：李争（1980—），男，博士，教授，Email ：摘要：在普通开关磁阻电机的基础上提出了一种新型双定子开关磁阻电动机结构并介绍了其工作原理和控制机理。