单片机为核心的开关磁阻电机调速系统设计(12)

太原理工大学毕业论文,电传方向,以C8051系列单片机为核心的开关磁阻电机调速系统设计,主要设计了功率变换器电路和控制器电路。

第二章 开关磁阻电动机

2.1 开关磁阻电动机结构与工作原理

SR电机在结构上与步进电机相似，运行原理遵循“磁阻最小原理”，即磁通总是要沿着磁阻最小的路径闭合，当铁心与磁场的轴线不重合时，便会有作用力将铁心拉到磁场的轴线上来。这个作用力就是磁阻电机运行的原动力—切向磁拉力。这是SR电机与步进电机的相似之处，但是在以下两方面SR电机不同于步进电机

第一，步进电机是一般位置开环控制，而SR电机是位置闭环控制。有位置闭环控制就不会失步。

第二，一般步进电机是作为信息传输从而实现角位移精密传动，而SR电机是典型的功率型电气传动装置。因此，SR电机要突出速度控制和实现系统高效率，故其设计思路大不相同。

SR电机可以设计成单相、两相、三相、四相以及多相等不同的相数结构，相数越多，则步进角越小，这样有利于减小转矩脉动，但结构复杂，且主开关器件多，成本高。通常转子的极数比定子极数少2个，少于三相的SR电机没有自起动能力，因此，对于要求自起动、四象限运行的驱动场合，应优选表2-1所示的结构类型。目前应用较多的是四相 8/6级结构。

表2-1 SR电机的结构类型

电机可以根据转矩的产生机理粗略的分为两大类:一类是由电磁作用原理产生转矩；另一类则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。类似于两个磁铁的同极相斥、异极相吸的现象。目前大部分电机都遵循这一原理，如一般的直流电机和交流电机(包括永磁类电机)。而 在第二类电机中，运动是由定、转子间气隙磁阻的变化产生的。当定子绕组通电时，产生一个单相磁场，其分布要遵循“磁阻最小原则”，即磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合。因此，当转子轴线与定子磁极的轴线不重合时，便会有磁阻力作用在转子上并产生转距使其趋向于磁阻最小的位置，即两轴线重合位置。类似于磁铁吸引铁质物体的现象。开关磁阻电机就属于这一类型的电机。下面就以常用的四相8/6极开

关磁阻电机为例进一步阐释其运行机理。如图2-1所示，具体工作过程如下:

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