开关磁阻电机原理动画演示_说明
开关磁阻电机PPT课件
当电机低速运行时，im很大，必须限幅
电流斩波控制方式 （CCC）
2.4 ψ-i曲线
得到SR电动机各部分的磁通、磁阻 不同转子位置角下的磁化曲线ψ＝f(i)。
φ
在线性模型中，电感L 仅是位置角θ的函数 而与电流无关，因此 对某一θ来讲， ψ＝ Li为一直线。
i
φ i
SR电机线性模型
2.5 转矩与功率
dt 2
2 dt
ui d (1 Li2 ) 1 i2 dL
d 2
2 d
ui d (1 Li2 ) 1 i2 dL
d 2
2 d
当开关导通，单位时间内输入电能ui 一部分增加磁场储能 (1 Li2 )
2
一部分转化为机械能 (1 i2 dL )
当开关关断
2 d
dL 0
d
dL 0
d
一部分转化为机械能 一部分磁场储能返回电源
波变化，不随电流改变
随电流改变。
四相8/6极SR电机定转子实物
1.1.2 功率变换器
能量提供者 包括直流电源和开关器件
1.1.3 控制器和位置检测器
控制器要求具有下述性能： （１）电流斩波控制 （２）角度位置控制 （３）起动，制动，停车及四象限运行 （４）调速 位置检测器提供转子位置信号，使控制器决定
理想SR模型 定子绕阻电感L与绕阻电流i无关 极尖的磁通边缘效应忽略不计 磁导率μ∞ 忽略所有功率损耗 开关动作瞬时完成 转子旋转角速度Ω=C
2.1 电感与转子位置角的关系
Lmin
L(
)
K (
1)
Lmax
Lmin
1 1 1 2 2 3
Lmax K ( 1) 3 4
d d
开关磁阻电机2ppt课件(共75张PPT)
i( ) US
on
Lmin
( on≤ <
电流斩波的最高限速为 2)
SR电动机的起动运行
四相SR电动机的矩角特性
两相起动时合成转矩波形
SR电动机的四象限运行控制
SR电动机正反转控制原理
制动状态下L, ,i,Te与转子 位置角 的关系示意图
2.4 SRM 功率变换器
• 功率变换器是直流电源和SRM的接口，起着 将电能分配到SRM绕组中的作用，同时接受 控制器的控制。
给定速度通过DSP的ADC模块输入，实际速度由位置传感器来检 测发。、生通单过元捕输获出单PW元M输信入号。，DPSWP利M用信P号I算经法光通电过隔比离较输单入元到和功P率W器M 件的驱动电路，控制器件开、关，实现SRM闭环调速。
基于DSP的SRD系统硬件介绍
2〕位置信号输入电路：光电传感器反馈转子位置信 号。通过F2407 的捕获单元(CAP1～4) 对脉冲信号 进行实时检测来实现对转子位置信号的检测。
M法测速原理图
T法测速原理图
M/T法测速
m1
M/T法测速
Tc Td
原理
Tc HSO.0
SP
m2
D触发器
D
Td
CP
Q
HSI.0
HSI.1
M/T法测速方案之一
2.5.3 电流检测
SR电动机电阻采样电流检测电路
霍尔电流传感器检测电路
四相SR电动机电流检测
三相SR电动机电流检测
2.6 SRD控制系统原理及其实现
运 与SRM转子同轴安装的
动 部 分
遮光盘、遮光盘有6个30o 间隔的齿
位置信号检测电路原理图
光电耦 合器件
VG为光耦，R1、R2限流电阻，两个非门 对输出信号进行整形，以消除毛刺和上 升沿、下降沿。
《开关磁阻电机》PPT课件 (2)
A-A’ 通电 ⃗ 1-1‘ 与A-A’重合 B-B’ 通电 ⃗ 2-2‘ 与B-B’重合 C-C’ 通电 ⃗ 3-3‘ 与C-C’重合 D-D’ 通电 ⃗ 1-1‘ 与D-D’重合
依次给A-B-C-D绕组通电，转 子逆励磁顺序方向连续旋转
电机原理演示
9
下面通过一个开关磁阻电动机原理模型来介绍工作原理。
两类不同机理的电动机
电机可以根据转矩产生的机理粗略的分为两大类：一类是由电磁作用原 理产生转矩；另一类是由磁阻变化原理产生转矩。
在第一类电机中，运动是定、转子两个磁场相互作用的结果。这种相互 作用产生使两个磁场趋于同向的电磁转矩，这类似于两个磁铁的同极性相排 斥、异极性相吸引的现象。目前大部分电机都是遵循这一原理，例如一般的 直流电机和交流电机。
14
为了使转子继续转动，在转子转到30度前已切断A相电源在30度接通B相电源， 磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，见下左图，于是转子继续转动。中间 图是转子转到40度的图，右面图是转到50度的图，磁力一直牵引转子转到60 度为止。
15
在转子转到60度前切断B相电源在60度时接通C相电源，磁通从最近的转子 齿极通过转子铁芯，见下左图。转子继续转动，中间图是转子转到70度的 图，右面图是转到80度的图，磁力一直牵引转子转到90度为止。
B
D'
2 定子上空间相对的两
VD1
1
3'
个极上的线圈串联或
并联构成一相绕组
Es
C2
2' C '
3 定子集中绕阻、绕组
VD2
3
1'
为单方向通电
D
B'
4 转子上无绕组
S2
A'
开关磁阻电机的原理及其控制系统
开关磁阻电机的原理及其控制系统开关磁阻电机80年代初随着电力电子、微电脑和控制理论的迅速发展而发展起来的一种新型调速驱动系统。
具有结构简单、运行可靠、成本低、效率高等突出优点，目前已成为交流电机调速系统、直流电机调速系统、无刷直流电机调速系统的强有力的竞争者。
一、开关磁阻电机的工作原理开关磁阻电机的工作原理遵循磁磁阻最小原理，即磁通总是要沿着磁阻最小路径闭合。
因此，它的结构原则是转子旋转时磁路的磁阻要有尽可能大的变化。
所以开关磁阻电动机采用凸极定子和凸极转子的双凸极结构，并且定转子极数不同。
开关磁阻电机的定子和转子都是凸极式齿槽结构。
定、转子铁芯均由硅钢片冲成一定形状的齿槽，然后叠压而成，其定、转子冲片的结构如图1所示。
图1：开关磁阻电机定、转子结构图图1所示为12/8极三相开关磁阻电动机，S1. S2是电子开关，VD1, VD2是二极管，是直流电源。
电机定子和转子呈凸极形状，极数互不相等，转子由叠片构成，定子绕组可根据需要采用串联、并联或串并联结合的形式在相应的极上得到径向磁场，转子带有位置检测器以提供转子位置信号，使定子绕组按一定的顺序通断，保持电机的连续运行。
电机磁阻随着转子磁极与定子磁极的中心线对准或错开而变化，因为电感与磁阻成反比，当转子磁极在定子磁极中心线位置时，相绕组电感最大，当转子极间中心线对准定子磁极中心线时，相绕组电感最小。
当定子A相磁极轴线OA与转子磁极轴线O1不重合时，开关S1, S2合上，A 相绕组通电，电动机内建立起以OA为轴线的径向磁场，磁通通过定子扼、定子极、气隙、转子极、转子扼等处闭合。
通过气隙的磁力线是弯曲的，此时磁路的磁导小于定、转子磁极轴线重合时的磁导，因此，转子将受到气隙中弯曲磁力线的切向磁拉力产生的转矩的作用，使转子逆时针方向转动，转子磁极的轴线O1向定子A相磁极轴线OA趋近。
当OA和O1轴线重合时，转子己达到平衡位置，即当A相定、转子极对极时，切向磁拉力消失。
《开关磁阻电机》课件
05
结论
开关磁阻电机的总结
开关磁阻电机是一种基于磁阻原理的 电机，具有结构简单、可靠性高、调 速范围广等优点，被广泛应用于各种 工业领域。
开关磁阻电机的控制系统可以采用数 字化技术，实现快速、准确的控制， 提高电机的性能和稳定性。
开关磁阻电机通过改变电机的输入电 压或电流，可以方便地调节电机的转 速和转矩，从而实现精确的控制。
推动模块化设计和智能化控制，简化电机结构，提高系统的集成度 和智能化水平。
市场前景与预测
工业自动化
随着工业自动化程度的提高，开 关磁阻电机在工业领域的应用将
进一步扩大。
电动车与新能源
电动车和新能源市场的快速发展将 为开关磁阻电机提供广阔的应用空 间。
预测分析
根据市场需求和技术发展趋势，预 测开关磁阻电机未来的市场规模和 增长点。
洗衣机
在洗衣机中，开关磁阻电机作为驱动 元件，实现高效、低噪音的洗涤和脱 水。
04
开关磁阻电机的未来发展
技术创新与改进
高效能驱动控制技术
研究更先进的控制算法和策略，提高开关磁阻电机的驱动性能和 效率。
耐高温材料
研发能在高温环境下稳定运行的绝缘材料和磁性材料，提高电机的 可靠性和寿命。
模块化和智能化
优势
与传统的直流电机和交流电机相比，开关磁阻电机在性能和成本方面具有明显的 优势，能够满足各种应用场景的需求。此外，开关磁阻电机的控制方式灵活多样 ，可以实现精确的速度和位置控制。
02
开关磁阻电机的基本结构
定子结构
定子铁芯
通常采用硅钢片叠压而成，用于 产生磁场。
定子绕组
由多根漆包线绕制而成，连接至 控制器，用于产生旋转磁场。
转子结构
开关磁阻电动机原理
通过合理选择导Lm通in 角 α1使相电流在进入有效工
作段时就达到足够大的数值，这是开关磁阻电机 控制电磁转矩的主要办法。
(2)第二段
t1 t t2 (1 2 )
• 这段期间 L在不断增大，因而相绕组中出现了旋转电势压降，绕 组中电流不能继续直线上升，甚至可能出现下降。求得这段期 间电流关系式为：
近似为一梯形波。
图5-24 相绕组电感变化规律
转矩特性
• 当开关磁阻电机由图 5-23所示的电源供电时，如果
电动机匀速旋转，可得
Us
L
di dt
iR i(5r-1L5)
式中，等号右边第一项为平衡绕组中变压器电势的压降；
第二项为电阻压降；
第三项为旋转电势所引起的压降，它只有在
电感随转子位置而变时才存在，其方向与电感随转子
设：定子绕组为m相，定子齿数 Ns=2m，转子齿数为Nr。
当定子绕组换流通电一次时，转子转过一个转子齿距。
这样定子需切换通电 Nr次转子才转过一周，故电机转
速 n(r/min)与相绕组电压的开关频率 f之间的关系为
(5-10) n 60 f
Nr
f Nrn 60
(5-11)
给定子相绕组供电的功率变换器输出电流脉动频率
间在 1/4周期左右，再加上续流时间，整个 通电过程中相绕组有可能均处在电感随转角 而增长的环境中，电流能有效地产生电磁转 矩。
双四 拍 运 行(每相通电1/2周期)
• 缺点：
▪ 电流产生转矩的有效性将降低，而电流在绕组中的损耗 却随着通流时间的增长而增加。
▪ 此外，在双四拍工作方式下由于有两相同时通电，电机 磁路饱和加剧，会进一步降低电机的输出转矩，影响运 行的效果及性能。
开关磁阻电机结构原理
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1.ppt
运动电动势 (转子位置改变)
机械运动方程：
d2
d
Te
J dt2
D dt
TL
式中 Te——电磁转矩； J—— 系 统 的 转 动 惯 量 ； K——摩擦系数；
TL——负载转矩。
电磁转矩：
SR电机的瞬时电磁转矩Te可由磁共能Wc导出：
Te
Wc (i, )
磁共能的表达式为：
Wc i (i, )di 0
SR电动机常用的相数与极数组合
相数
SR电机常用方案 34567
89
定子极数 6 8 10 12 14 16 18
转子极数 4 6 8 10 12 14 16
步进角(度) 30 15 9 6 4.28 3.21 2.5
相数与转矩、性能关系：
相数越大，转矩脉动越小，但成本越高，故常 用三相、四相，还有人在研究两相、单相SRM
5、需要根据定、转子相对位置投励。不能像普 通异步电机一样直接投入电网运行，需要与控制 器一同使用。
2.1.3 开关磁阻电动机的相数与结构
相数与级数关系
Ns 2km Nr Ns 2k)
1、为了避免单边磁拉力，径向必须对称，所以 双凸极的定子和转子齿槽数应为偶数。
2、定子和转子齿槽数不相等，但应尽量接近。 因为当定子和转子齿槽数相近时，就可能加大定 子相绕组电感随转角的平均变化率，这是提高电 机出力的重要因素。
各种不确定性干扰的新型控制策略 – 智能控制策略
• SR电机的无位置传感器控制 • • SR电机应用研究：电动车、发电机、一体化电机等
2.2 SR电机基本方程与性能分析
+
R1
i1
u1
d1/dt
-
+
srm开关磁阻电机控制器说明书
srm开关磁阻电机控制器说明书SRM开关磁阻电机控制器说明书一、概述SRM开关磁阻电机控制器是一种用于控制开关磁阻电机的电气装置。
本文将详细介绍SRM开关磁阻电机控制器的工作原理、特点以及使用注意事项。
二、工作原理SRM开关磁阻电机是一种基于磁阻转矩原理工作的电机，其特点是无需永磁体，具有低成本、高效率和高可靠性的优势。
SRM开关磁阻电机控制器通过控制电流的通断来实现对电机的转速和转矩的控制。
在电机工作时，控制器根据电机转子位置信息和用户设定的转速、转矩要求，通过电流开关器控制电流的通断。
当电流通断时，电机的转矩和转速将发生相应的变化，从而实现对电机的精确控制。
三、特点1. 高效率：SRM开关磁阻电机控制器采用先进的控制算法，能够实现高效的电机控制，提高能源利用效率。
2. 高可靠性：SRM开关磁阻电机控制器采用高品质的电子元件和稳定性强的控制系统，具有较高的可靠性和稳定性，能够在恶劣环境下正常工作。
3. 精确控制：SRM开关磁阻电机控制器能够根据用户的需求精确控制电机的转速和转矩，满足不同应用场景的要求。
4. 多功能：SRM开关磁阻电机控制器具有多种控制模式和保护功能，可适应不同工况和应用环境的需求。
四、使用注意事项1. 安全操作：在使用SRM开关磁阻电机控制器时，务必遵守相关安全操作规程，确保人身安全和设备正常运行。
2. 维护保养：定期对SRM开关磁阻电机控制器进行维护保养，清洁电气元件和散热器，确保设备的正常运行。
3. 防护措施：在安装SRM开关磁阻电机控制器时，应采取防护措施，避免水、尘等外界物质对设备的影响。
4. 温度控制：SRM开关磁阻电机控制器在工作过程中会产生一定的热量，应确保控制器周围的温度适宜，防止过热造成设备损坏。
5. 电源稳定：SRM开关磁阻电机控制器对电源的稳定性要求较高，应确保电源的稳定和可靠，避免电压波动对设备的影响。
总结：本文详细介绍了SRM开关磁阻电机控制器的工作原理、特点以及使用注意事项。
开关磁阻电机原理动画演示_说明
开关磁阻电动机原理资料根源：开关磁阻电动机（ SR）是近些年发展的新式调速电机，构造简单结实、调速范围宽且性能好，现已宽泛用在仪器仪表、家电、电动汽车等领域。
下边经过一个开关磁阻电动机原理模型来介绍工作原理。
双凸极构造磁阻电机的定子铁芯有六个齿极，由导磁优秀的硅钢片冲制后叠成，见下列图。
磁阻电机定子铁芯磁阻电机的转子铁芯有四个齿极，由导磁优秀的硅钢片冲制后叠成，见下列图。
磁阻电机转子铁芯与一般电机同样，转子与定子直接有很小空隙，转子可在定子内自由转动，见下列图。
双凸极构造的定子铁芯与转子铁芯因为定子与转子都有突出的齿极，这类形式也称为双凸极构造。
在定子齿极上绕有线圈（定子绕组），是向电机供给工作磁场的励磁绕组。
定子铁芯上有励磁绕组在转子上没有线圈，这是磁阻电机的主要特色。
在讲电动机工作原理经常用通电导线在磁场中受力来解说电动机旋转的道理，但磁阻电机转子上没有线圈，也无“鼠笼”，那是靠什么力推进转子转动呢磁阻电动机则是利用磁阻最小原理，也就是磁通老是沿磁阻最小的路径闭合，利用齿极间的吸引力拉动转子旋转。
三相 6/4 构造工作原理下边经过图示来说明转子的工作原理，下边是磁阻电动机的正视图，定子六个齿极上绕有线圈，径向相对的两个线圈连结在一同（标有紫色圆点的线端连结在一同），构成一“相”，该电机有 3 相，联合定子与转子的极数就称该电机为三相 6/4 构造。
在下列图标明的 A 相、 B 相、 C相线圈仅为后边剖析磁路带来方便，其实不是连结一般的三相沟通电。
磁阻电机励磁绕组散布图在下边有一组磁阻电动机运行原理动画的截图，从中我们将看到磁阻电动机是怎样转动起来的。
A相、 B 相、 C 相线圈由开关控制电流通断，图中红色的线圈是通电线圈，黄色的线圈没有电流经过；经过定子与转子的深蓝色线是磁力线；商定转子启动前的转角为0 度。
从左面图起， A 相线圈接通电源产生磁通，磁力线从近来的转子齿极经过转子铁芯，磁力线可看成极有弹力的线，在磁力的牵引下转子开始异时针转动；中间图是转子转了 10 度的图，右边图是转到 20 度的图，磁力向来牵引转子转到 30 度为止，到了 30 度转子不再转动，此时磁路最短。
开关磁阻电动机原理演示文稿
α 图5-26 不同 1 时相电流波形
(3)第三段 t2tt3(2 3)
在反向电压－Us的作 用 下 绕 组 磁 链 开 始 线
性 下 降，电 流 也 逐 渐 减小。
由于在这一区间仍是 L/，续0流电流仍产生电
动转矩，说明在这一阶段电机中的磁场储能有一 部分转化为有用的机械能从电机轴上输出，而另 一部分转化为电能回馈给了电容器。
i Ust
Lk
r
Lt
(5-1(9i)0)
式中
LKLmi n L(11)
这时的电流主要用于产生电磁转矩，因此这一段电流的大小直 接影响电动机的出力。
从5-19可以看出， 开关磁阻电机的 负载电流与许多 参数有关，其中 属于可控的因素 是导通角α1，不 同 α1的可能形成
不同的电流波形。 如图 5-26所示。
设：定子绕组为m相，定子齿数 Ns=2m，转子齿数为Nr。
当定子绕组换流通电一次时，转子转过一个转子齿
距。这样定子需切换通电 Nr次转子才转过一周，故电
机转速 n(r/min)与相绕组电压的开关频率 f之间的关系
为
f
n 60
Nr
(5-10)
f Nrn 60
(5-11)
给定子相绕组供电的功率变换器输出电流脉动频率
当定、转子齿中心线不重合、磁导不为最大时，磁 场就会产生磁拉力，形成磁阻转矩，使转子转到磁 导最大的位置。
当向定子各相绕组中依次通入电流时，电机转子将 一步一步地沿着通电相序相反的方向转动。
如果改变定子各相的通电次序，电机将改变转向。 但相电流通流方向的改变是不会影响转子的转向的。
转速的计算
由于开关磁阻电机的转矩是靠定、转子的凸极效应产生，与绕组中 所通电流极性无关，因此每相绕组中通入的可以是单方向的电流(脉 冲)，无须交变。这样不但可使控制每相电流的功率开关元件数量减 少一半，而且可以避免一般电压型逆变器中最危险的上、下桥臂元 件直通的故障，不但显著降低控制装置的成本，而且大大提高了系 统的安全可靠性。
机电传动开关磁阻电机
五．开关磁阻电机的应用
SRD开关磁阻电机驱动系统的电机结构紧凑牢固， 适合于高速运行，并且驱动电路简单成本低、性能可 靠，在宽广的转速范围内效率都比较高，而且可以方 便地实现四象限控制。这些特点使SRD开关磁阻电机驱 动系统很适合电动车辆的各种工况下运行，是电动车 辆中极具有潜力的机种。SRD的最大特点是转矩脉动大， 噪声大；此外，相对永磁电机而言，功率密度和效率 偏低；另一个缺点是要使用位置传感器，增加了结构 复杂性，降低了可靠性。因此无传感器的SRD也是未来 的发展趋势之一。其优点主要表现在以下几个方面：
一．开关磁阻电机的原理
当主开关管S1、S2导通时，A相绕组从直流电源V 吸收电能；而当S1、S2关断时，绕组电流通过续 流二级管D1、D2，将剩余能量回馈给电源V。因此， 开关磁阻电机具有再生的能力，系统效率高。对 开关磁阻电机的理论研究和实践证明，该系统具 有显著的特点： 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。
五．开关磁阻电机的应用
5.2 纺织工业应用 近十多年来我国纺织机械行业的机电一体化水平 有了较明显的提高，在新型纺织机械上普遍采用了机 电一体化技术。这项技术的内容包含了先进的信息处 理和控制技术，即以计算机为核心，有PLC、工控机、 单片机、人机界面、现场总线等组成的控制系统；先 进的驱动技术，有变频调速，交流伺服，步进电机等； 检测传感技术和执行机构；精密机械技术等。
五．开关磁阻电机的应用
5.4 家电行业应用 随着人们生活水平的提高，洗衣机已逐渐深入千 家万户，洗衣机也经历了手动机械洗衣机、半自动洗 衣机、全自动洗衣机的发展过程，并不断智能化。洗 衣机电机也由简单的有级调速电机发展为无级调速电 机。开关磁阻电机由Байду номын сангаас低成本、高性能、智能化已开 始应用于洗衣机，在美国高档洗衣机中已小批量采用， 并取得明显的优点： （1）很低的洗涤速度。 （2）良好的衣物分布性。 （3）滚筒平衡性好。
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
第12章 开关磁阻电动机PPT课件
SRD中常用的功率变换器有不对称半桥型、双绕组型、 分裂电源型、H桥型、公共开关型、电容转储型等主电路拓 扑结构，可以采用IGBT、功率MOSFET、GTO等开关器件。 图12－2所示为开关磁阻电机中几种功率变换器主电路的拓 扑结构，图中Si代表开关器件。
第12章 开关磁阻电动机
图12－2 开关磁阻电机功率驱动主电路拓扑结构
以三相12/8极开关磁阻电动机为例，假设电机理想空载， 图12－3所示为该电机的A相绕组及其与电源的连接。图中 S1、S2为主开关管（功率器件）；VD1、VD2为续流二极管； U为直流电源。定子上属于同一相的4个线圈并联组成一相 绕组。
第12章 开关磁阻电动机
图12－3 开关磁阻电动机的工作原理图
第12章 开关磁阻电动机
设当A相磁极轴线OA与转子齿轴线Oa为图12－3所示位 置时，主开关管S1、S2导通，A相绕组通电，电动机内建立起 以OA为轴线的径向磁场，磁力线沿定子极、气隙、转子齿、 转子轭、转子齿、气隙、定子轭路径闭合。通过气隙的磁力 线是弯曲的，此时磁路的磁阻大于定子极与转子齿轴线重合 时的磁阻，因此，转子将受到气隙中弯曲磁力线的切向磁拉 力产生的转矩的作用，使转子逆时针方向转动，转子齿的轴 线Oa向定子A相磁极轴线OA趋近。当OA和Oa轴线重合时， 转子已达到平衡位置，即当A相定子极与转子齿对齐的同时， 切向磁拉力消失。此时关断A相开关管S1、S2，开通B相开关 管，即在A相断电的同时B相通电，建立以B相定子磁极为轴 线的磁场，电机内磁场沿顺时针方向转过30°，而转子在磁 场磁拉力的作用下继续沿着逆时针方向转过15
开关磁阻电动机原理(ppt)
组中电流衰减到零，这点十分重要。
在开关磁阻电机中，电磁转矩的调节主要 是通过控制功率开关的开、关时刻，即开
关元件的导通角 α1和截止角α2 来实现的
设在图 5-24中 的 I 区 内 触 发 导 通 功
率 开 关 (α1<θ1)；在 II 区内关断功率开 关 (θ1<α1<θ3)。在这种情况下，相电流
不足
开关磁阻电机的主要问题是它产生的电磁 转矩脉动较大，振动与噪声较严重，此外 功率开关元件关断时还会在电机定子绕组 端部及开关器件上产生较高的电压尖峰。
为了解决这些问题已设计出不同的控制方 案，图 5-23为一种较为常用的四相开关磁 阻电机功率电路形式。
图5-23 四相开关磁阻电动机原理接线图
图5-24 相绕组电感变化规律
转矩特性
当开关磁阻电机由图 5-23所示的电源供电时，如果 电动机匀速旋转，可得 Us Ld d tiiR i( 5r- 1L5)
式中，等号右边第一项为平衡绕组中变压器电势的压降； 第二项为电阻压降； 第三项为旋转电势所引起的压降，它只有在
电感随转子位置而变时才存在，其方向与电感随转子
位置 θ的变化率有关：当电感随 θ角的增大而增大时 为正，当电感随 θ角的增大而减小时为负。
旋转电势引起的压降为正表示吸收电功率， 产生驱动转矩，输出机械功
当旋转电势引起的压降为负则表示是发出电 功率，产生制动转矩
所以在开关磁阻电机中，为获得较大的有效 转矩应避免产生制动转矩，在绕组电感开始
当定、转子齿中心线不重合、磁导不为最大时，磁 场就会产生磁拉力，形成磁阻转矩，使转子转到磁 导最大的位置。
当向定子各相绕组中依次通入电流时，电机转子将 一步一步地沿着通电相序相反的方向转动。
开关磁阻电机课件
利用转子磁阻不均匀而产生转矩 的电机，又称反应式同步电动机 ，其结构及工作原理与传统的交 、直流电动机有很大的区别。
开关磁阻电机结构
定子
开关磁阻电机的定子铁芯由硅钢片叠压而成，定子的凸极上绕有集中绕组，径 向相对的两个绕组串联或并联构成一相的两个磁极，使产生的磁场沿轴向分布 。
转子
开关磁阻电机的转子由导磁性能良好的硅钢片叠压而成，转子上既无绕组也无 永磁体，转子的凸极形状与定子凸极相似，由若干段弧面组成。
转矩评估
在不同转速和负载条件下，测量电机的输出转矩，以评估其带载能力 和动态响应特性。
转速评估
测量电机在空载和负载条件下的转速，以评估其调速范围和稳定性。
噪音和振动评估
通过专业的噪音和振动测量设备，对电机运行时的噪音和振动水平进 行评估，以反映其机械性能和舒适度。
实验测试方法介绍
空载实验
在无负载条件下运行电机，测 量其空载转速、空载电流和空
开关磁阻电机课件
汇报人：XX
• 开关磁阻电机基本原理 • 开关磁阻电机控制技术 • 开关磁阻电机驱动系统设计 • 开关磁阻电机应用领域及案例分析
• 开关磁阻电机性能评估与测试方法 • 开关磁阻电机发展趋势及挑战
01
开关磁阻电机基本原理
磁阻电机工作原理
磁阻最小原理
磁通总是沿着磁阻最小的路径闭 合，从而产生磁拉力，进而形成 电磁转矩。
THANKS
感谢观看
。
参数优化方法
通过仿真分析、实验验证等手段 ，对主电路参数进行优化，以提
高系统的效率和稳定性。
保护功能实现
过流保护
过压保护
通过检测电流信号，当电流超过设定值时 ，及时切断电源，避免电机和驱动器的损 坏。
《开关磁阻电机》课件
THANKS
感谢观看
开关磁阻电机由定子和转子组成，定子上安装有多个相位的绕组，转子上无绕 组和永磁体。当电流通过定子绕组时，产生磁场，转子在磁场的吸引和排斥力 作用下旋转。
结构与特点
结构
开关磁阻电机由定子、转子、位 置检测器和控制器组成。定子上 有多个相位的绕组，转子为凸极 结构。
特点
开关磁阻电机具有结构简单、可 靠性高、调速范围宽、效率高、 成本低等优点。
总结词
设计实例、效果
详细描述
以某型号的开关磁阻电机为例，通过采用先进的材料和结构设计，以及优化的控制策略 ，实现了电机的高效能、低噪音和长寿命。具体效果包括提高了电机的输出扭矩，降低
了温升，增强了电机的抗过载能力等。
04
开关磁阻电机的控制技术
控制策略与算法
策略分类
介绍开关磁阻电机的控制策略，如角 度控制、电流斩波控制、电压控制等 ，并解释其工作原理和应用场景。
05
开关磁阻电机的应用与发 展趋势
应用现状与案例分析
应用领域
开关磁阻电机在工业、汽车、家电等领域得 到广泛应用，如电动工具、电动车、洗衣机 等。
案例分析
介绍几个典型的开关磁阻电机应用案例，如 电动汽车的驱动系统、家用空调的压缩机等
，分析其性能优势和经济效益。
技术难题与挑战
要点一
技术难题
开关磁阻电机在运行过程中存在转矩波动、噪声等问题， 需要采取措施进行优化和控制。
应用领域
化
开关磁阻电机适用于各种 工业自动化设备，如输送 带、压缩机、泵等。
电动车
开关磁阻电机作为电动车 的驱动电机，具有高效、 可靠、成本低等优点。
家电
开关磁阻电机也广泛应用 于家电领域，如洗衣机、 空调等。
开关磁阻电机
开关磁阻电机开关磁阻电机是一种新型的直线电机，具有结构简单、高效节能、位移稳定等优点。
该电机采用开关磁阻原理，在交变磁场中实现直线运动，是一种不能超越的电源开关形式。
它不需要嵌入任何磁铁、不需要进行感应和发电操作、能够满足高精度和高强度的应用，适用于机器人、机床、广告、家庭电器、测量、组装、定位、人机交互设备等领域。
开关磁阻电机的工作原理是运用了开关磁阻原理中的开关效应，将电流通过电流传感器控制，使电机运行，可以按照规定的磁场幅度产生直线运动。
此外，开关磁阻电机原是替代低效率的定子型电机的一种创新电机，其结构如图所示。
图1 开关磁阻电机简化结构图1.反铁心铁心2.励磁线圈3.开关导电片组4.插口5.定位销6.支架开关磁阻电机的关键部分是开关导电片组，通过控制导电片组的运动状态可以实现电机的正反转以及加减速。
在电流改变方向时导电片组会改变方向，使电机向反方向运转。
同时导电片组的数目、形状和位置决定了电机的输出力矩，因此导电片组的设计至关重要。
另外，开关磁阻电机的励磁线圈由交流电源提供电流，产生交变磁场，导致导电片组在上下移动时受到的磁力方向不同，从而产生直线运动。
这种电机运用了开关磁阻原理中的非线性效应，使能量转化的效率相对较高，能够减少功耗和低噪音运行。
在实际应用中，开关磁阻电机需要进行合理的选择和设计。
选择时，应考虑电机的功率、扭矩和转速等指标，结合具体应用场合，选择适合的电机型号。
对于设计而言，需要考虑导电片组的形状和数量，以及励磁线圈的电压和频率等因素，以确保电机的性能和稳定性。
总之，开关磁阻电机在结构简单、高效节能、位移稳定等方面具有突出的优点，在广泛的应用领域具有广阔的前景。
随着未来科技的进步，开关磁阻电机将逐渐替代传统定子型电机，成为一种新型的高效能源转换设备。
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开关磁阻电动机原理
资料来源：/zindex01.html
开关磁阻电动机（SR）是近些年发展的新型调速电机，结构简单结实、调速范围宽且性能好，现已广泛用在仪器仪表、家电、电动汽车等领域。
下面通过一个开关磁阻电动机原理模型来介绍工作原理。
双凸极结构
磁阻电机的定子铁芯有六个齿极，由导磁良好的硅钢片冲制后叠成，见下图。
磁阻电机定子铁芯
磁阻电机的转子铁芯有四个齿极，由导磁良好的硅钢片冲制后叠成，见下图。
磁阻电机转子铁芯
与普通电机一样，转子与定子直接有很小缝隙，转子可在定子内自由转动，见下图。
双凸极结构的定子铁芯与转子铁芯
由于定子与转子都有凸起的齿极，这种形式也称为双凸极结构。
在定子齿极上绕有线圈（定子绕组），是向电机提供工作磁场的励磁绕组。
定子铁芯上有励磁绕组
在转子上没有线圈，这是磁阻电机的主要特点。
在讲电动机工作原理时常用通电导线在磁场中受力来解释电动机旋转的道理，但磁阻电机转子上没有线圈，也无“鼠笼”，那是靠什么力推动转子转动呢？磁阻电动机则是利用磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用齿极间的吸引力拉动转子旋转。
三相6/4结构工作原理
下面通过图示来说明转子的工作原理，下面是磁阻电动机的正视图，定子六个齿极上绕有线圈，径向相对的两个线圈连接在一起（标有紫色圆点的线端连接在一起），组成一“相”，该电机有3相，结合定子与转子的极数就称该电机为三相6/4结构。
在下图标注的A相、B相、C相线圈仅为后面分析磁路带来方便，并不是连接普通的三相交流电。
磁阻电机励磁绕组分布图
在下面有一组磁阻电动机运转原理动画的截图，从中我们将看到磁阻电动机是如何转动起来的。
A相、B相、C相线圈由开关控制电流通断，图中红色的线圈是通电线圈，黄色的线圈没有电流通过；通过定子与转子的深蓝色线是磁力线；约定转子启动前的转角为0度。
从左面图起，A相线圈接通电源产生磁通，磁力线从最近的转子齿极通过转子铁芯，磁力线可看成极有弹力的线，在磁力的牵引下转子开始异时针转动；中间图是转子转了10度的图，右面图是转到20度的图，磁力一直牵引转子转到30度为止，到了30度转子不再转动，此时磁路最短。
磁阻电机工作原理示意图-1
为了使转子继续转动，在转子转到30度前已切断A相电源在30度时接通B相电源，磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，见下左图，于是转子继续转动。
中间图是转子转到40度的图，右面图是转到50度的图，磁力一直牵引转子转到60度为止。
磁阻电机工作原理示意图-2
在转子转到60度前切断B相电源在60度时接通C相电源，磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，见下左图。
转子继续转动，中间图是转子转到70度的图，右面图是转到80度的图，磁力一直牵引转子转到90度为止。
磁阻电机工作原理示意图-3
当转子转到90度前切断C相电源，转子在90度的状态与前面0度开始时一样，重复前面过程，接通A相电源，转子继续转动，这样不停的重复下去，转子就会不停的旋转。
这就是磁阻电动机的工作原理。
由于是运用了利用磁阻最小原理，故称为磁阻电动机；又由于电机磁场并非由正弦波交流电产生，其线圈电流通断、磁通状态直接受开关控制，故称为开关磁阻电动机。
功率变换器
功率变换器是开关磁阻电动机的电源接口，通过开关晶体管向线圈供电，下面就是三相线圈与开关晶体管的连接示意图，BG1、BG2、BG3是三个开关晶体管，分别控制三相线圈A、B、C的电流通断，三极管旁边并联的二极管是用来续流的。
功率变换器与三相线圈连接示意图
由于电机靠磁阻工作，跟磁通方向无关，即跟电流方向无关，故在上面运行图中没有标明磁力线的方向。
A、B、C各相线圈轮流通电视乎简单，实际情况要复杂些，线圈切断电源后产生的自感电流不会立即消失，要提前关断电源进行续流；为加大力矩相邻相线圈有电流的时间会有部分重合；调节电动机的转速、转矩也要调整开关时间，各相线圈开通与关断时间与转子定子间的相对位置直接相关，故电机还装有转子位置检测装置为准时开关各相线圈电流提供依据，何相线圈何时通断必须根据转子转到的位置与控制参数决定，这些都需要控制器对功率变换器进行控制，控制器由微处理器（单片机）与接口电路组成。