单片机为核心的开关磁阻电机调速系统设计(13)

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。

图2-1 开关磁阻电机的典型结构原理图

图2-1画出了A相绕组及其供电电路，其余各相与此相相同。结构上与步进电动机相似的SR电动机的运行原理亦遵循“磁阻最小原理”一一磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合，而具有一定形状的铁心在移动到最小磁阻位置时，必须使自己的主轴线与磁场的轴线重合。在图示位置，当定子D-D′极受到励磁时，电机内建立以D-D′为轴线的磁场，其磁通经过定子扼、定子极、气隙、转子极、转子轭闭合。此时穿过气隙的磁力线是弯曲的，磁阻大于定、转子轴线重合时的磁阻，因此转子将受到弯曲磁力线切向分力所产生的转矩的作用，而沿逆时针方向转动。当转子极轴线1-1′与定子极轴线D-D′重合时，D相励磁绕组的电感达到最大值，转子达到稳定平衡位置，切向磁力消失，如果转子上无外部驱动转矩，则需要将A相导通，以维持转距，如此逐相导通，电机将连续转动作电动机运行。

（a）D相通电→（b）D相通电→（c）D相通电→（d）D相通电

图2-2 开关磁阻电机各相顺序通电的磁场情况

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。

如图2-2所示，转子所处的相对位置作为起始位置，依次给D→A→B→C相绕组通电，转子即会逆着励磁顺序以逆时针方向连续旋转；反之，若依次给B→A→D→C相通电，则电动机即会沿顺时针方向转动，由此可见 SRM 的转向与相绕组的电流方向无关，仅取决于相绕组通电的顺序其电动运行原理图

为了更加清楚地理解开关磁阻电机的基本原理，本文将开关磁阻电机与其它几种类似的电机作了比较，见表2-2。由此可见，开关磁阻电机是现代电力电子技术、控制技术综合发展的产物。

表2-2 开关磁阻电机与三种类似电动机比较

2.2 开关磁阻电动机基本方程

SR电机的工作原理和结构都比较简单，但其双凸极的结构特点、磁路和电路的非线性、开关性，使得电机的各个物理量随转子位置作周期性变化，定子绕组电流和磁通波形极不规则，传统电机的性能分析方法难以简单地用于SR电机计算，不过SR电机内部的电磁过程仍然建立在电磁感应定律、全电流定律、能量守恒定率等基本的电磁关系上，并可由此写出 SR 电机的基本平衡方程式。

1.电动势平衡方程式

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