《新能源汽車驅(qū)動電機與控制技術(shù)》第二章【4】開關(guān)磁阻此電機

1、開關(guān)磁阻電動機綜述開關(guān)磁阻電動機的研究最早可以追溯到19世紀(jì)40年代，英國研究者將其應(yīng)用于機車牽引系統(tǒng)。然而，直到20世紀(jì)60年代，由于電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制理論的發(fā)展，開關(guān)磁阻電動機的設(shè)計開發(fā)才得以全面開展，磁阻電動機的優(yōu)點才被廣泛的了解。開關(guān)磁阻電動機是80年代初隨著電力電子、微電腦和控制理論的迅速發(fā)展而發(fā)展起來的一種新型調(diào)速驅(qū)動電機，具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、成本低、效率高等突出優(yōu)點，目前已成為直流電動機、交流電動機、永磁電動機調(diào)速系統(tǒng)的強有力的競爭者。結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析開關(guān)磁阻電動機的定子與轉(zhuǎn)子都是由硅鋼片疊壓而成，均采用凸極結(jié)構(gòu)形式；定子和轉(zhuǎn)子的凸極有很多組合方式，開關(guān)磁阻電

2、動機的定子凸極數(shù)量為偶數(shù)，轉(zhuǎn)子凸極也為偶數(shù)，一般轉(zhuǎn)子比定子少兩個，共同組成不同極數(shù)的開關(guān)磁阻電動機。最常見的三相6/4開關(guān)磁阻電動機的定子上有6個凸極，轉(zhuǎn)子上有4個凸極，四相8/6開關(guān)磁阻電動機的定子上有8個凸極，轉(zhuǎn)子上有6個凸極。結(jié)構(gòu)分析開關(guān)磁阻電動機的定子轉(zhuǎn)子為雙凸極結(jié)構(gòu)，只在電動機的定子上安裝有集中勵磁繞組，在相互對稱的兩個定子凸極上的繞組為串聯(lián)形式，構(gòu)成一相。定子勵磁繞組的端部較短，沒有相間跨接線，磁通量集中于磁極區(qū)，通過定子繞組電流勵磁。在電動機的轉(zhuǎn)子上沒有滑環(huán)、繞組或永磁體等，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)依靠定子繞組所產(chǎn)生的電磁力。各相磁路的磁阻隨轉(zhuǎn)子的位置變化而變化。工作原理分析性能特點 開關(guān)磁阻

3、電動機結(jié)構(gòu)簡單、緊湊牢固，適于在高速、高溫環(huán)境下運行。 功率轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)簡單，容錯能力強。 可控參數(shù)多，調(diào)速性能好。 啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬。 效率高，功耗小。改善方案 通過在永磁轉(zhuǎn)子上加裝籠型繞組，接通電源旋轉(zhuǎn)磁場一建立，就會在籠型繞組感生電流，轉(zhuǎn)子就會像交流異步電動機一樣起動旋轉(zhuǎn)。這就是異步起動永磁同步電動機，是近些年開始普及的節(jié)能電機。 籠型繞組永磁鐵芯籠型繞組永磁鐵芯轉(zhuǎn)子磁極數(shù)量 一般交流感應(yīng)電動機的磁極數(shù)量增大以后，電動機在同樣的轉(zhuǎn)速下，工作頻率隨之增加，定子的銅損耗和鐵損耗也相應(yīng)的增加，將導(dǎo)致功率系數(shù)急劇下降。而交流永磁電機的磁極增至一定數(shù)量以后，不僅對電機的性能沒有明顯的影響，還可

4、以有效地減小電機的尺寸和質(zhì)量。永磁同步電動機性能分析結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 與交流感應(yīng)電動機相比，永磁同步電動機必須裝有轉(zhuǎn)子位置傳感器，用來檢測轉(zhuǎn)子位置，并以此對電樞電流進行控制，達到對永磁同步電動機的控制目的。工作原理分析 永磁同步電動機的工作原理與交流同步電動機相似，動力蓄電池電源經(jīng)逆變器變換為電壓可調(diào)的三相正弦波電壓，輸入給永磁同步電動機的三相對稱繞組，產(chǎn)生三相對稱電流，在正弦波電流和永磁磁動勢的作用下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，帶動轉(zhuǎn)子隨著旋轉(zhuǎn)磁場以相同的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。性能特點分析讀書思考： 永磁同步電動機有哪些性能特點？（包括優(yōu)點和缺點）無刷直流電動機性能分析結(jié)構(gòu)分析注意： 無刷直流電動機與永磁直流電動機的區(qū)別與聯(lián)系？工作原理分析 無刷直流電動機驅(qū)動系統(tǒng)主要由無刷直流電動機、直流電源、逆變器、位置傳感器和控制電路幾部分組成。系統(tǒng)通過外接給定信號和位置傳感器檢測信號，經(jīng)過控制電路處理，產(chǎn)生逆變器觸發(fā)信號，驅(qū)動功率器件產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)動作，使直流電壓經(jīng)逆變器變換為三相交流電壓輸送給定子電樞繞組，產(chǎn)生三相方波電流。轉(zhuǎn)子永磁體磁場與電樞繞組電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)。工作原理分析 外轉(zhuǎn)子無刷直流電動機外轉(zhuǎn)子無刷直流永磁電動機內(nèi)定子鐵芯帶有勵磁繞組的