开关磁阻电动机的特点
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。
开关磁阻电机结构与原理_学习手册
开关磁阻电机的结构与原理您的学习任务学习开关磁阻电机结构与原理，学习开关磁阻电机的拆装。
为开关磁阻电机的维护与保养打下良好基础。
相关知识一、开关磁阻电机的结构开关磁阻电机（Switch Reluctance Machine）具有高起动转矩、高效率、高过载能力、可正反频繁无冲击电流起动，可快速制动、可宽范围调速，低运行电流、低维护费用，结构简单、坚固，易于制造等特点。
使得其在新能源货运车上得到了大量使用，但开关磁阻电机所具有的震动较大，噪声大等使得其在新能源轿车中还没使用。
从图 4-20 开关磁阻电机外形图中可见与与三相交流鼠笼式异步电机最大的不同是电源进线多了，外部联线方式发生了改变。
本图中采用的是水冷方式，增加了冷却管路。
图4-20 开关磁阻电机外形图从图4-21 的开关磁阻拆装简图中，可以更清楚的看到开关磁阻的结构，定子绕组中有多个绕组，采取一定的接线方式，与定子铁芯一起形成多个磁极。
定子的每个绕组与其所围绕的铁芯形成一个磁极。
磁极是偶数的，两个互差 180°角的绕组组成一个磁极对。
分别代表磁场的N、S 极。
图4-21 开关磁阻拆装简图转子是由转子轴和转子铁芯所组成。
转子上无绕组也无导条，转子铁芯上有多个突出级，可为定子磁场提供顺畅的磁路。
转子突出极也是偶数的。
a)定子铁芯图b)定子铁芯与转子组装图c)定子与转子组装图图4-22 开关磁阻电机组装简图从图4-22 中可知，定子的磁极数为6，而转子的突出极为4。
可见定子磁极与转子突出极是不相等的。
但定子磁极数与转子突出极数应尽量靠近，不应相差太大。
定子和转子也还有其它的形式。
a) 12/8 极磁阻电机b) 4/2 极磁阻电机图4-23 开关磁阻电机不同磁极图在图4-23 中，a)图中定子磁极为12 极，但转子突出极只有8 极。
在b)图中，定子磁极有4 极，但转子突出极只有2 极。
在a)图中定子可以有6 相定子绕组接线，b) 图中定子绕组可以有A、B 两相绕组接线。
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。
开关磁阻电机的特点
开关磁阻电机的特点
开关磁阻电机的特点
开关磁阻电机是由定子及转子组成，它的转子采用两端接续线的形式，经过调节磁化率的改变，因而实现不同转矩目标的变化，从而实现调节转速的功能。
下面就来介绍一下开关磁阻电机的特点：
1、调速性能好：开关磁阻电机采用磁化率可调的转子结构，可以实现不同转矩目标的调节，从而实现调速的功能，调速性能良好。
2、转速范围宽：开关磁阻电机的磁化率调节能够改变转矩及转速，因此其转速范围更宽。
3、制造简单：开关磁阻电机只需将磁极组装到转子上，因此制作起来比较简单。
4、噪声低：开关磁阻电机利用开关状态来改变转子磁化率，因此其噪声要低于普通电机。
5、功率低：由于开关磁阻电机的磁化率可以通过调节来改变转矩, 因此其功率要比普通电机低。
以上就是开关磁阻电机的特点，总的来说，开关磁阻电机的调速性能好、制造简单、噪声低、功率小，是相对理想的选择。
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开关磁阻电动机的应用及其发展
开关磁阻电动机的应用及其发展
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。
此外，开关磁阻电动机在航空航天、冶金、化工、纺织等行业中也有
重要的应用。
例如，在航天器的载荷动力系统中，开关磁阻电动机可以用
于控制系统、传感器驱动和舵机系统等；在冶金工业中，开关磁阻电动机
可以用于高温、高湿度环境下的工作，具有很强的适应性。
随着科技的不断发展，开关磁阻电动机也在不断创新与发展中。
在电
磁材料的研究中，新材料的应用不仅可以提高磁阻电机的性能，还可以大
大降低成本；新型电子器件的应用，如芯片、传感器等，不但使得开关磁
阻电动机的控制更加精确，还提高了整个系统的工作稳定性；智能化的控
制技术的应用，使得开关磁阻电动机可以更加灵活地应对各种复杂工况。
总之，开关磁阻电动机具有广泛的应用前景和发展空间，在各个领域
都有重要的地位。
随着科技不断进步与发展，相信开关磁阻电动机将会在
未来取得更加重要的突破和进步。
开关磁阻电机的结构
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。
开关磁阻电动机的性能及典型应用
脱水“均工作在最佳的转速上，以实现真正意义上的标准洗、快速洗、轻柔洗、丝绒洗，甚至变速洗。脱水时也可以随意选择旋转的转速。还可以按某些设定的程序来提升转速，让衣物在脱水过程中避免因分布不均造成的振动和噪声。开关磁阻电动机卓越的启动性能可消除洗涤过程中电机频繁正反转启动电流对电网的冲击，使洗涤、换向平稳无噪声。开关磁阻电动机调速系统在全部调速范围内的高效率，可以使洗衣机的耗电量大大减少。
2 结构与性能特点
2.1 电动机结构简单、成本低、适用于高速
开关磁阻电动机的结构比通常认为最简单的鼠笼式感应电动机还要简单，定子线圈为集中绕组，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；转子仅有硅钢片叠成，因此不会有鼠笼感应电动机制造过程中鼠笼铸造不良和使用中的断条等问题，转子机械强度极高，可工作于极高转速，转速可达每分钟10万转［2］。
目前国内龙门刨床的主传动系统主要有直流机组形式和异步电动机-电磁离合器形式。大量以直流机组为主拖动系统的刨床，使用到现在大多处于严重老化的状态，电机磨损严重，高速重载时电刷上火花较大，故障频繁，维护工作量大，直接影响正常的生产。此外，该系统不可避免地存在设备庞大、耗电多，噪音高的缺点。异步电动机-电磁离合器系统依靠电磁离合器实现正反转向，离合器磨损严重，工作稳定性不好，且不便调速，仅限用于轻型刨床。
（4）电机的起动电流小，对电瓶无冲击，起动转矩大，适合于重载起动。
（5）无论电机还是功率变换器都十分坚固可靠，适用于各种恶劣、高温环境，具有良好的适应性。
鉴于以上优点，国内外都有很多开关磁阻电动机在电动汽车、电动客车、电动自行车的实际应用［6］。
开关磁阻电机驱动系统的运行原理及应用
开关磁阻电机驱动系统的运行原理及应用二低轴阻发电机参考资料1 引言开关磁阻电机驱动系统SDR具有一些很有特色的优点:电机结构简单、坚固、维护方便甚至免维护,启动及低速时转矩大、电流小;高速恒功率区范围宽、性能好,在宽广转速和功率访问内都具有高输出和高效率而且有很好的容错能力;这使得SR电机系统在家用电器、通用工业、伺服与调速系统、牵引电机、高转速电机、航空航天等领域得到广泛应用;SR电机是一种机电能量转换装置;根据可逆原理,SR电机和传统电机一样,它既可将电能转换为机械能—电动运行,在这方面的理论趋于成熟;也可将机械能转换为电能—发电运行,其内部的能量转换关系不能简单看成是SR电动机的逆过程;本文将从SR电机电动和发电运行这两个角度阐述SR电机的运行原理;2 电动运行原理转矩产生原理控制器根据位置检测器检测到的定转子间相对位置信息,结合给定的运行命令正转或反转,导通相应的定子相绕组的主开关元件;对应相绕组中有电流流过,产生磁场;磁场总是趋于“磁阻最小”而产生的磁阻性电磁转矩使转子转向“极对极”位置;当转子转到被吸引的转子磁极与定子激磁相相重合平衡位置时,电磁转矩消失;此时控制器根据新的位置信息,在定转子即将达到平衡位置时,向功率变换器发出命令,关断当前相的主开关元件,而导通下一相,则转子又会向下一个平衡位置转动;这样,控制器根据相应的位置信息按一定的控制逻辑连续地导通和关断相应的相绕组的主开关,就可产生连续的同转向的电磁转矩,使转子在一定的转速下连续运行;再根据一定的控制策略控制各相绕组的通、断时刻以及绕组电流的大小,就可使系统在最隹状态下运行;图1 三相sr电动机剖面图从上面的分析可见,电流的方向对转矩没有任何影响,电动机的转向与电流方向无关,而仅取决于相绕组的通电顺序;若通电顺序改变,则电机的转向也发生改变;为保证电机能连续地旋转,位置检测器要能及时给出定转子极间相对位置,使控制器能及时和准确地控制定子各相绕组的通断,使srm能产生所要求的转矩和转速,达到预计的性能要求;电路分析图2中电源vcc是一直流电源,3个电感分别表示srm的三相绕组,igbt1～igbt6为与绕组相连的可控开关元件,6个二极管为对应相的续流二极管;当第一相绕组的开关管导通时,电源给第一相励磁,电流的回路即励磁阶段是由电源正极→上开关管→绕组→下开关管→电源负极,如图2a所示;开关管关断时,由于绕组是一个电感,根据电工理论,电感的电流不允许突变,此时电流的续流回路即去磁阶段是绕组→上续流二极管→电源→下续流二极管→绕组,如图2b所示;图2 srm电路工作示意图能量转换关系当忽略铁耗和各种附加损耗时,srm工作时的能量转换过程为:通电相绕组的电感处在电感上升区域内转子转向“极对极”位置,当开关管导通时,输入的净电能一部分转化为磁场储能,一部分转化为机械能输出;当开关管关断时,绕组电流通过二极管和电源续流,存储的磁场储能一部分转化为电能回馈电源,另一部分则转化为机械能输出;sr电动机的运行特性12 sr电动机运行速度低于ωfc第一临界速度的范围内,为了保证ψmax和i不超过允许值,采用改变电压、导通角和触发角三者中任一个或任两个,或三者同时配合控制;当sr电动机在高于ωfc范围运行时,在外加电压、导通角和触发角都一定的条件下,随着转速的增加,磁链和电流将下降,转矩则随着转速的平方下降如图3中细实线;为了得到恒功率特性,必须采用可控条件;但是外施电压最大值是由电源功率变换器决定的,而导通角又不能无限增加一般不能超过半个转子极距;因此,在电压和导通角都达最大时,能得到的最大功率的最高转速ωsc被称之为“第二临界转速”;当转速再增加时,由于可控条件都已经达到极限,转矩将随转速的二次方下降,如图3所示;图3 sr电动机的运行特性开关磁阻电机一般运行在恒转矩区和恒功率区;在这两个区域中,电机的实际运行特性可控;通过控制条件,可以实现在粗实线以下的任意实际运行特性;而在串励特性区,电机的可控条件都已达极限,电机的运行特性不再可控,电机呈现自然串励运行特性,故电机一般不会运行在此区域; 运行时存在着第一、第二两个临界运行点是开关磁阻电机的一个重要特点;采用不同的可控条件匹配可以得到两个临界点的不同配置,从而得到各种各样所需的机械特性,这就是开关磁阻电动机具有优良调速性能的原因之一;从设计的观点看,两个临界点的合理配置是保证sr电动机设计合理,满足给定技术指标要求的关键; 从控制角度看,在上述两个区域采用不同的控制方法,在第一临界转速以下一般采用电流斩波控制方式ccc方式,在第一、第二临界转速之间采用角度位置控制方式apc方式;3 发电运行原理开关磁阻发电机switched reluctance generator简介开关磁阻发电机srg的研究始于20世纪80年代末;初期它是被用作飞机上的起动/发电机的,所以,又称为sr起动/发电机456;由于开关磁阻电机在航天飞机中的广阔应用前景,引起了一些国家政府部门和航天企业的高度重视;1990年美国空军usaf、wright实验室、wpafb联合与通用电气飞机发动机公司general electric aircraft engine签约,共同资助ge公司开展开关磁阻组合起动/发电机的研究;lucas航空公司lucas aerospace也开展了sr起动/发电机的研究,认为sr起动/发电机可以在飞机发动机熄火的紧急情况下,由风力发动机windmilling engine驱动为众多的机载设备提供更加可靠的应急电源; 我国在sr发电机的领域也开展了相关的研究活动;其中西北工业大学、西安交通大学在国家“九五”预研基金和国家教委博士点基金的资助下进行sr起动/发电机的相关研究,研制了4kw的sr 起动/发电机3;南京航天航空大学也开展了sr发电机的研究工作;与其它发电机相比,开关磁阻发电机具有独特的结构特点: 1 结构简单其定、转子均为简单的叠片式双凸极结构,定子上绕有集中绕组,转子上无绕组及永磁体; 2 容错能力强,无论从物理方面还是从电磁方面来讲,电机定子各相绕组间都是相互独立的,因而在一相甚至两相故障的情况下,仍然能有一定功率的电能输出; 3 可以作成很高转速的发电装置,从而达到很高的能流密度;转矩产生原理如图4所示,与电动运行时不同,绕组在转子转离“极对极”位置即电感下降区时通电,产生的磁阻性电磁转矩趋使电机回到“极对极”位置,但原动机驱动转子克服电磁转矩继续逆时针旋转;此时电磁转矩与转子运动方向相反,阻碍转子运动,是阻转转矩性质;图4 三相sr发电机剖面图当转子转到下一相的“极对极”位置时,控制器根据新的位置信息向功率变换器发出命令,关断当前相的主开关元件,而导通下一相,则下一相绕组会在转子转离“极对极”位置通电;这样,控制器根据相应的位置信息按一定的控制逻辑连续地导通和关断相应的相绕组的主开关,就可产生连续的阻转转矩,在原动机的拖动下发电;电路分析根据法拉第电磁感应定律“运动导体在磁场中会产生电势”,而srg转子仅由叠片构成,没有任何带磁性的磁体;这就需要在srg发电前有电源提供给srg励磁,使其内部产生磁场;所以,srg的特点是首先要通过定子绕组对电机励磁;这一点和其它发电机有着很明显的区别;srg的工作原理如下:图5中电源vcc是一直流电源,既可以是电池,也可以是直流电机;三个电感分别表示srg 的三相绕组,igbt1～igbt6为与绕组相连的可控开关元件,6个二极管为对应相的续流二极管;当第一相绕组的开关管导通时即励磁阶段,电源给第一相励磁,电流的回路是由电源正极→上开关管→绕组→下开关管→电源负极,如图5a所示;开关管关断时,由于绕组是一个电感,根据电工理论,电感的电流不允许突变,电流的续流回路即发电阶段是绕组→上续流二极管→电源→下续流二极管→绕组,如图5b所示;能量转换关系当忽略铁耗和各种附加损耗时,srg工作时的能量转换过程为:通电相绕组的电感处在电感下降区域内转子转离“极对极”位置,当开关管导通时,输入的净电能转化为磁场储能,同时原动机拖动转子克服srg产生的与旋转方向相反的转矩对srg做功使机械能也转化为磁场储能;当开关管关断时,srg绕组电流续流,磁场储能转化为电能回馈电源,并且机械能也转化为电能给电源充电;图5 srg电路工作示意图sr发电机的运行特性 sr发电机的运行特性与sr电动机的运行特性类似,只不过将曲线沿速度轴翻转到转矩为负的第四象限,在此不再赘述;4 结束语虽然srd系统的发展历程仅仅二十余年,但它取得了令人瞩目的成绩;其产品已在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域得到成功应用,其功率范围也覆盖了从10w到5mw的宽广范围;它已成为现代调速系统中一支不可忽视的竞争力量;作为一种结构简单、鲁棒性能好、价格便宜的新型调速系统,开关磁阻电机及其调速系统引起各国电气传动界的广泛关注和浓厚兴趣,在世界范围内,正在形成理论研究和实际应用齐头并进的发展趋势;。
开关磁阻电机工作原理
开关磁阻电机工作原理开关磁阻电机是一种新型的电机，它采用了开关磁阻原理，具有结构简单、效率高、噪音低等优点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
那么，开关磁阻电机是如何工作的呢？接下来，我们将深入探讨开关磁阻电机的工作原理。
首先，我们需要了解开关磁阻原理。
开关磁阻原理是指通过改变磁路的磁阻来控制电机的运动。
在开关磁阻电机中，磁路由磁铁、磁导体和空气间隙组成。
通过改变磁导体的导磁性能，可以改变磁路的磁阻，从而控制电机的运动。
这种原理使得开关磁阻电机具有了结构简单、响应速度快的特点。
其次，开关磁阻电机的工作原理是基于磁阻变化来实现的。
当电流通过磁导体时，磁导体的导磁性能会发生变化，从而改变磁路的磁阻。
通过控制电流的大小和方向，可以实现对磁路磁阻的精确控制。
当磁路的磁阻发生变化时，磁场的分布也会发生变化，从而产生了磁力，推动电机的转子运动。
在开关磁阻电机中，通常会采用开关元件来控制电流的大小和方向。
通过控制开关元件的通断，可以实现对电流的精确控制，从而实现对磁路磁阻的精确控制。
这种精确控制使得开关磁阻电机具有了高效率、高精度的特点。
此外，开关磁阻电机还具有了响应速度快、噪音低的特点。
由于开关磁阻电机采用了数字化控制，可以实现对电流的快速调节，从而实现了响应速度快的特点。
同时，由于开关磁阻电机不需要传统的机械换向装置，因此噪音也大大降低了。
综上所述，开关磁阻电机是一种利用开关磁阻原理实现运动控制的新型电机。
它具有了结构简单、效率高、响应速度快、噪音低的特点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
希望通过本文的介绍，能够让大家对开关磁阻电机的工作原理有一个更加深入的了解。
开关磁阻电机的基本了解
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。
开关磁阻电机的结构特点
开关磁阻电机的结构特点
开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor，简称 SRM）是一种新型的电动机，它具有结构简单、坚固耐用、效率高、功率密度高、调速范围宽等优点，适用于各种工业应用领域。
开关磁阻电机的结构特点主要包括以下几个方面：
1. 定子和转子：SRM 的定子由铁芯和绕组组成，绕组通常采用集中绕组的形式，铁芯上开有齿槽，用于放置绕组。
转子由铁芯和永磁体组成，永磁体通常安装在铁芯的表面，以产生磁场。
2. 绕组：SRM 的绕组通常采用集中绕组的形式，每个绕组由多个线圈组成，线圈之间通过导线连接。
绕组的数量和排列方式可以根据电机的设计要求进行调整。
3. 齿槽结构：SRM 的定子铁芯上开有齿槽，齿槽的数量和形状可以根据电机的设计要求进行调整。
齿槽的作用是产生磁场，同时也可以减小铁芯的涡流损耗。
4. 永磁体：SRM 的转子铁芯上安装有永磁体，永磁体的极性和排列方式可以根据电机的设计要求进行调整。
永磁体的作用是产生磁场，同时也可以提高电机的效率和功率密度。
5. 控制器：SRM 需要配备控制器，控制器的作用是控制电机的运行状态，包括转速、转矩、电流等参数。
控制器通常采用电子元件实现，如功率晶体管、IGBT 等。
总之，开关磁阻电机的结构特点使得它具有结构简单、坚固耐用、效率高、功率密度高、调速范围宽等优点，适用于各种工业应用领域。
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。
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。
《电动汽车用开关磁阻发电机控制拓扑结构设计及研究》范文
《电动汽车用开关磁阻发电机控制拓扑结构设计及研究》篇一一、引言随着全球对环境保护和能源节约的重视日益加深，电动汽车已成为未来交通领域的发展趋势。
开关磁阻发电机（Switched Reluctance Generator, SRG）以其高效率、高可靠性及低成本的特性，在电动汽车中得到了广泛的应用。
本文将重点研究电动汽车用开关磁阻发电机的控制拓扑结构设计，旨在提高发电效率、降低能耗并优化整体性能。
二、开关磁阻发电机的基本原理与特点开关磁阻发电机是一种基于磁阻原理的电机，其工作原理是通过改变电流的通断来控制磁场的形成和消失，从而将机械能转化为电能。
这种发电机具有结构简单、效率高、可靠性好等优点，适用于电动汽车等领域的能源回收和发电。
三、控制拓扑结构设计针对电动汽车用开关磁阻发电机的控制拓扑结构设计，本文提出了一种新型的拓扑结构。
该结构包括主控制器、功率变换器、传感器等部分。
1. 主控制器设计主控制器是整个系统的核心，负责控制功率变换器的开关状态，从而实现对发电机的工作状态的调节。
主控制器采用数字信号处理器（DSP）或微控制器（MCU）等高性能处理器，实现高精度的控制。
2. 功率变换器设计功率变换器是连接主控制器和开关磁阻发电机的桥梁，其作用是将主控制器的控制信号转换为适用于开关磁阻发电机的电流或电压信号。
功率变换器采用全桥式电路结构，实现高效率的能量转换。
3. 传感器设计传感器用于检测开关磁阻发电机的运行状态，包括转速、电流、电压等参数。
通过传感器将检测到的信号反馈给主控制器，实现对发电机工作状态的实时监控和调整。
四、研究方法与实验结果本文采用理论分析和实验研究相结合的方法，对所设计的控制拓扑结构进行验证。
首先，通过建立数学模型和仿真分析，对控制拓扑结构的性能进行预测和评估。
然后，通过实际实验验证仿真结果的正确性，并对实验结果进行详细分析。
实验结果表明，所设计的控制拓扑结构能够有效地提高开关磁阻发电机的发电效率，降低能耗。
开关磁阻电机发展概况及市场趋势
开关磁阻电机发展概况及市场趋势
逻辑清晰
开关磁阻电机是一种利用磁阻效应实现可控调节功能的智能电机。
它
与普通异步电机类似，但是将磁阻片及其相关控制装置结合在一起，以实
现可控调节输出的特性。
开关磁阻电机控制系统通过控制电路将电流调节
到磁阻片上，改变电磁铁的磁性能，从而实现调速和控制速度的目的。
开关磁阻电机具有体积小巧、控制精确、功耗低、噪音小、可靠性高
等特点，广泛应用于家用电器、小型动力机械、汽车空调调速器、卫生洁具、新能源产品、印刷机械、重工业及模具机械等领域。
近年来，节能驱动、数字技术和智能技术等新技术的不断发展，使开关磁阻电机发展起来，在家用电器、汽车空调等领域的应用越来越多。
近年来，开关磁阻电机行业发展迅速，有了更为显著的成绩。
从电机
器件材料上看，电机使用了新的材料，有了更新颖的外观设计，同时也有
更好的性能特点，以改善电机性能，降低电机磁通损失。
在电机控制电路部分，现在使用大功率皮托管，可以更加精确和可靠
的控制电机输出，降低电机热损失，提高电机效率。
开关磁阻电动机工作原理
开关磁阻电动机：神奇的电动机原理及应用开关磁阻电动机是一种新颖的电动机，其运行原理相对于普通电动机有所不同。
本文将为大家深入解析开关磁阻电动机的工作原理、应用以及优缺点。
一、开关磁阻电动机的工作原理
开关磁阻电动机主要由转子和定子两部分组成，其中定子上的绕组通过外部电源源源不断地向上浮动或向下倾斜，使得通过绕组的电流发生周期性变化，从而引起转子的磁极进行拟合。
在转子的磁极转向过程中，绕组会因电流变化导致磁通方向的突变，进而发生磁阻变化现象，使得磁通线在定子和转子之间相互拉扯、压缩。
当电流变化方向突然发生变化，磁通线将瞬时穿透转子并产生一定的转矩，这就使得转子得以转动。
此时，转子上的永磁体以及定子上的开关磁阻吸合一起，阻止了绕组内部电流的继续变化，磁阻的变动也暂时停止了。
二、开关磁阻电动机的应用
开关磁阻电动机具有启动时转矩大、低速高扭矩运行、免维护等优点，因此在需要高负载启动的直流驱动系统中广泛应用。
同时，由于开关磁阻电动机在运行过程中不需要电动机控制器对磁通进行转换，因此可以降低系统成本和运行维护费用。
三、开关磁阻电动机的优缺点
1.优点：开关磁阻电动机具有起动时转矩大、性能稳定、免维护、运行频率高等特点。
在低转速下，开关磁阻电动机的扭矩相对较大。
2.缺点：开关磁阻电动机的设计需要较高的技术要求，同时其性能会受到外界电磁干扰的影响；开关磁阻电动机的调速性能相对较差，调速精度难以达到高级别的要求。
综上所述，开关磁阻电动机具有独特的工作原理和优势特点，在一些特定应用场合中具有广泛的应用前景。
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。
开关磁阻调速电动机(SRD)介绍
SRD同几种工业常用的调速系统比较 系统类型 电磁调速 直流电机 交流变频 比较项目 系 统 系统 系 统 成 本 0.8 1.0 1.5 效率（％） ： 77 76 75 额定转速 65 65 38 1/2 额定转速 单位电机体积的功率 0.8 1.0 0.9 控制能力 0.3 1.0 0.5 控制单元复杂程度 0.2 1.0 1.8 可 靠 性 1.3 1.0 0.9 噪 声（dB） 69 65 74
优点：工作可靠； 成本低廉； 转速调节快；
转速范围大，高效区宽； 不使用稀土。
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三、SRD的应用
3、机床：龙门刨床、电动螺旋压力机、液压泵站
优点：频繁起停和正反转；
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快速的转速变化能力；
过载倍数大；
节电效果显著。
三、SRD的应用
4、风机泵类：空气压缩机、水泵、旋转喷射泵
二、SRD的结构与性能特点
5、极快的动态响应时间
主 要 特 点
n (rpm)
2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 50 100 150 200 250
n (rpm)
2000
两 种 输 入 电 输入220v--P=15压 输入380v--P=10下 的 速 度 曲 线 对 比 300 350 400
二、SRD的结构与性能特点
3、高起动转矩、低起动电流 ——150%TH时30%IH
适用于频繁起制动和正反转
8
特别适合重载起动和频繁起动的机械
二、SRD的结构与性能特点
4、四象限可逆调速——完全对称的特性
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特别适合于车辆牵引、提升机、绞车等
开关磁阻电机参数
开关磁阻电机参数一、工作原理开关磁阻电机是一种通过改变磁阻来实现转子运动的电动机。
其基本结构由定子和转子组成。
定子上有一组线圈，通过电流激励形成磁场。
转子上有一组磁阻，其磁阻值可以根据控制信号进行改变。
当电流通入定子线圈时，定子磁场将转子磁阻吸引到某一位置，使转子转动。
通过改变磁阻的大小和位置，可以控制转子的转动速度和方向。
二、性能特点1. 高效率：开关磁阻电机具有较高的转换效率，能够将电能有效地转换为机械能。
2. 高精度：开关磁阻电机的运动精度较高，能够实现微小的位置和速度控制。
3. 高可靠性：开关磁阻电机结构简单，无刷子、无集电环等易损件，具有较长的使用寿命。
4. 低噪音：开关磁阻电机的运行噪音较低，适用于对噪音要求较高的场合。
5. 高扭矩密度：开关磁阻电机具有较高的扭矩密度，能够在较小的体积内输出较大的扭矩。
三、参数介绍1. 额定电压：开关磁阻电机工作所需的电压，通常为直流电压。
2. 额定电流：开关磁阻电机在额定工作条件下所需的电流。
3. 转速范围：开关磁阻电机的转速范围，可以根据不同的应用需求进行调整。
4. 转矩常数：开关磁阻电机在额定电流下输出的转矩与电流之间的比值。
5. 转矩-转速特性：开关磁阻电机的转矩与转速之间的关系，可以通过转矩-转速曲线来表示。
6. 功率因数：开关磁阻电机的功率因数是指实际功率与视在功率之间的比值，反映了电机的功率利用效率。
7. 效率：开关磁阻电机的效率是指输出功率与输入功率之间的比值，反映了电机的能量转换效率。
四、应用领域开关磁阻电机由于其特有的性能特点，在许多领域得到了广泛的应用。
1. 自动化设备：开关磁阻电机作为一种精密的位置和速度控制装置，广泛应用于自动化设备中，如数控机床、半导体设备等。
2. 机器人技术：开关磁阻电机在机器人技术中具有重要的应用价值，能够实现精确的运动控制，提高机器人的工作效率和精度。
3. 医疗设备：开关磁阻电机在医疗设备中的应用越来越广泛，如手术机器人、医疗影像设备等，可以提供精确的运动控制和定位功能。
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开关磁阻电动机（Switched Reluctance Motor，SRM）是一种特殊类型的电动机，具有以下几个主要特点：
结构简单：开关磁阻电动机由定子和转子组成，没有传统电机中的永磁体或励磁线圈。
因此，相对于其他类型的电动机，SRM的结构更加简单，易于制造和维护。
高效率：由于没有永磁体和励磁线圈，开关磁阻电动机在电磁能量转换过程中减少了能量损耗，因此具有相对较高的效率。
这使得SRM在能源节约和环保方面具有优势。
高转矩密度：开关磁阻电动机的转子和定子设计使得其具有较高的转矩密度。
转子由多个极对组成，通过适时切换相应的定子绕组来实现转子运动。
这使得SRM能够在相对较小的体积中产生较大的转矩。
调速范围广：开关磁阻电动机的转速范围相对较广，可以适应不同负载和工作条件下的转速要求。
通过控制电源电压和频率，可以实现广泛的调速范围。
高可靠性和耐久性：由于开关磁阻电动机没有永磁体和励磁线圈，因此不会受到永磁体衰减或励磁线圈烧毁等问题的影响。
这使得SRM具有较高的可靠性和耐久性，适用于长时间运行和恶劣工作环境。
需要注意的是，开关磁阻电动机也存在一些挑战，如电磁噪音、振动和电磁干扰等问题。
同时，SRM的控制算法和系统复杂性也是需要考虑的因素。
因此，在选择和应用开关磁阻电动机时，需要综合考虑其特点、适用性和性能要求。