开关磁阻电机的工作原理及优缺点分析，开关磁阻电机的工作原理及优缺点

很多朋友对开关磁阻电机的工作原理及优缺点分析，开关磁阻电机的工作原理及优缺点不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

一、开关磁阻电机的工作原理

开关磁阻电机调速系统中使用的开关磁阻电机是SRD实现机电能量转换的部分，也是SRD区别于其他电机驱动系统的主要标志。SRM系列双凸极变磁阻电机，定子和转子的凸极由普通硅钢片叠压而成。转子既没有绕组也没有永磁体。集中绕组缠绕在定子磁极上。两个完全相反的绕组连接在一起，称为“一相”。SR电机可以设计成不同的相位。

定子和转子有许多不同的磁极组合。多相和小步距角有利于减小转矩脉动，但结构复杂，主开关器件大，成本高。现在比较常用的是四相(8/6)结构和六相(12/8)结构。

图示为四相(8/6)结构SR电机的原理图。为简单起见，图中仅示出了A相绕组及其电源电路。SR电机的工作原理遵循最小磁阻原理。磁通量总是沿着磁阻最小的路径闭合。当具有一定形状的铁芯运动到最小磁阻的位置时，其主轴和磁场必须作。两轴重合。图中定子D-D '极励磁时，1-1 '旋转到定子轴线D-D '重合的位置，使D相励磁绕组电感最大。

如果以图中定子和转子的相对位置为起始位置，依次给DABC相绕组通电，转子继续逆时针旋转励磁顺序；相反，如果按顺序给定，当BADC相通电时，电机将顺时针旋转。可以看出，SR电机的方向与相绕组的电流方向无关，只取决于相绕组通电的顺序。

此外，从图2可以看出，当主开关器件S1和S2导通时，A相绕组吸收DC电源US的电能，当S1和S2关断时，绕组电流继续流经续流二极管VD1和VD2。并反馈给供电美国。所以SR电机驱动器的共同特点是再生效果和系统效率高。

可以看出，SR电机转矩的大小和方向可以通过控制加到SR电机绕组上的电流脉冲的幅度和宽度及其与转子的相对位置(即开角和关角)来控制。这是SR电机速度控制的基本原理。开关磁阻电机的优缺点二、

1.结构简单；该电机结构简单，成本低，可用于高速运转。开关磁阻电机的结构比鼠笼式感应电机简单。转子具有极高的机械强度，可用于超高速运转(如每分钟上万转)。至于定子，它只有几个集中绕组，所以容易制造，绝缘结构简单。

2、电路可靠；电源电路简单可靠。由于电机转矩的方向与绕组电流的方向无关，即只需要一个单相绕组电流，所以供电电路可以实现每相一个功率开关。相比之下，异步电机的绕组需要流过双向电流，而PWM逆变器为其供电的供电电路每相需要两个功率器件。因此，开关磁阻电机调速系统比PWM逆变电源电路需要更少的功率元件，电路结构简单。

此外，PWM逆变电源电路中每条支路的两个功率开关直接跨过DC电源侧，容易直接短路烧毁功率器件。在开关磁阻电机的调速系统中，每个功率开关器件都直接与电机绕组串联，从根本上避免了通断现象。因此，可以简化开关磁阻电机调速系统中电源电路的保护电路，从而降低成本并具有更高的可靠性。

3、系统可靠性高；该系统具有较高的可靠性。从电机的电磁结构来看，各个绕组和磁路相互独立，在一定的轴角范围内产生电磁转矩。与一般电机不同的是，要使电机正常运转，必须在各相绕组和磁路的共同作用下产生旋转磁场。从控制结构上看，各相电路向相绕组供电，通常相互独立工作。

4.起动优点：起动转矩大，起动电流小。该系统的主要特点是控制器输出电流小，电机获得大的起动转矩。典型产品的数据如下：起动电流为额定电流的15%时，起动转矩为额定转矩的100%；当起动电流为额定电流的30%时，起动转矩可达到其额定转矩的250%。对比其他调速系统的起动特性，例如DC电机采用100%电流，鼠笼式感应电机采用300%电流获得100%转矩。

起动电流小、转矩大的优点还可以扩展到低速运行段，所以该系统非常适合那些需要重载起动、长时间低速重载运行的机器。

5.频繁的启动和停止；适用于频繁启停和正反转换操作。该系统具有高起动转矩、低起动电流的特点，因此起动过程中电流冲击小，电机发热小于连续额定运行时。适用于频繁启停和正反向转换操作。

6.性能好；调速性能好。控制开关磁阻电机至少有四个主要运行参数和常用方法：相位超前角、相关分断角、相电流幅值和相绕组电压，灵活方便。根据运行要求和电机的状况，可以采用不同的控制方法和参数值，使其运行在最佳状态(如最大输出、最大效率等。)，并且可以实现各种功能。特定曲线。

例如，电机具有完全相同的四象限运行能力，具有最高的启动转矩和串联励磁电机的负载能力曲线。可用于速度闭环控制，形成非静态速度控制系统可以非常方便。

7.效率高；开关磁阻电机系统是一种高效的调速系统。以3kW SRM系统为例，系统效率在宽范围内可以达到87%。

弊

转矩脉动大、噪声、振动大：从工作原理上看，开关磁阻电机转子上产生的转矩叠加一系列脉冲转矩，影响SRM的性能。

三、开关磁阻电机的发展

开关磁阻电机作为一种新型调速驱动系统，因其结构简单、成本低、效率高、调速性能优异、可控性灵活等特点，越来越受到人们的认可和应用。已成功应用于电动汽车驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等多个领域，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有力竞争对手。

如今，随着电力电子技术、数字信号处理技术、控制技术的飞速发展，随着智能技术的不断成熟和高速、高效、低成本数字信号处理芯片（DSP）的出现，利用高性能DSP开发了各种复杂的算法，无需额外的外部硬件电路即可间接位置检测技术大大提高了可靠性和适用性。 的开关磁阻电机检测，肯定会在更大程度上展示SRD的优越性。

在1990 年代，它进一步与计算机控制的柔性制造系统、主仓库和装配机器人相结合。计算机控制材料和组件的供应管理，以实现整个工厂的高效、高质量、全自动和均衡生产。设计和制造水平不断提高，专用控制芯片和集成功率器件不断开发，开关磁阻电机的性能和适用性不断提高，为开关磁阻电机提供了巨大的潜在市场。

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