双极性分块转子开关磁阻电机

针对单极性励磁时四相8/6结构分块转子开关磁阻电机的定子磁通冲突问题,把双极性励磁方法应用于四相8/6结构分块转子开关磁阻电机,基于2D有限元建立双极性分块转子开关磁阻电机的场路耦合模型,计算双极性分块转子开关磁阻电机的电流、转矩及铜耗,并在(r,θ)坐标系中细致描述定子铁心和转子铁心特征区域的磁密周期性变化规律,最后应用双频法分离铁损获得铁心的涡流损耗和磁滞损耗.计算结果表明,与同等双极性励磁的8/6结构双极性普通开关磁阻电机相比,8/6结构双极性分块转子开关磁阻电机的转矩脉动大,但铜耗减小约32%,铁耗减小约35%.     

双极性励磁双通道开关磁阻电机的电磁性能研究

在分析双通道开关磁阻电机单极性不对称励磁方式时不同通道间相邻相互感作用的基础上,提出双极性增磁和双极性弱磁两种双通道开关磁阻电机励磁方法,并说明基本工作原理。基于场路耦合有限元模型分析单极性不对称励磁、双极性弱磁和双极性增磁励磁方式时双通道开关磁阻电机的磁场特性,求解三种不同励磁方式时双通道开关磁阻电机的电流、转矩、铜耗和铁耗等电磁性能并进行了对比分析。研究结果表明,双极性弱磁和增磁励磁控制时,比双通道开关磁阻电机单极性励磁时输出对称性好,且单位铁耗下输出功率大,综合比较,双极性弱磁控制时双通道开关磁阻电机性能最优。     

新型双极性励磁开关磁阻电机驱动系统研究

分析了开关磁阻电机传统控制策略与新型双极性励磁控制策略的不同。依据新型控制策略,以TMS320F28335为核心,设计了一套基于三相全桥逆变器的开关磁阻电机调速系统,并用低成本槽型光电开关传感器替代光电编码器作为角度传感器,实现变导通角控制。在一台电动车用3 k W功率12/8极的SRM样机进行了实验,实验结果表明所设计的系统可以很好的实现预定控制目标。     

双相励磁8/6极开关磁阻电动机转矩数学模型

为研究双相励磁8/6极开关磁阻电动机转矩特性,文章根据电机原理和等效磁路法,给出了双绕组间自感、互感公式;利用开关磁阻电动机磁路分割法,求解了8/6极开关磁阻电动机的气隙磁导,进而推导出电机的转矩模型公式。最后,通过有限元仿真结果,证明了转矩数学模型的正确性。研究表明:该转矩数学模型能正确描述8/6极开关磁阻电动机无位置偏移时的转矩输出特性。     

一种新型双定子8/3极开关磁阻电机转矩模型

提出了一种新型双定子8/3极开关磁阻电机。在分析其结构和原理的基础上,建立等效磁路模型和磁路分割模型,得到了自感、互感和气隙磁导公式,进而推导出该电机的转矩数学模型。最后利用有限元分析软件,验证了该数学模型的正确性,并对比了双定子8/3极开关磁阻电机与双相励磁8/6极开关磁阻电机在转矩输出特性上的优缺点。结果表明双定子8/3极开关磁阻电机具有更加平稳的输出转矩。     

不同励磁方式双通道开关磁阻电机的电磁性能分析

在分析了单极性不对称励磁方式时双通道开关磁阻电机的不同通道间相邻相互感作用的基础上,提出了双极性增磁和双极性弱磁两种新的双通道开关磁阻电机励磁方法,并介绍了其基本原理。基于场路耦合有限元模型分析了单极性不对称励磁、双极性增磁和双极性弱磁三种不同励磁方式时双通道开关磁阻电机的磁场特性,对比了三种不同励磁方式时双通道开关磁阻电机的电流,转矩,铜耗等电磁性能,并通过双频法分离铁心损耗获得三种励磁方式时电机铁心的涡流损耗和磁滞损耗,由此得到了三种励磁方式时双通道开关磁阻电机的电磁性能。     

无刷交流电励磁磁通切换电机电磁性能研究

开关磁阻电机具有转子结构简单坚固、无励磁源的优点,为实现其全周期工作方式和定子磁链的双极性变化,提出一种电励磁磁通切换电机拓扑,通过在定子齿开槽,嵌入励磁绕组,实现电机的全周期工作能力.介绍电机的工作原理、磁通切换方式和基本参数尺寸设计,重点与分裂绕组开关磁阻电机(全周期工作)的电磁性能进行对比研究.有限元仿真结果和样...     

开关磁阻电机的转矩脉动抑制研究

研究了一种抑制开关磁阻电机转矩脉动的方法。利用有限元工具对一个四相8/6极的开关磁阻电机进行有限元分析,对转矩脉动产生的机理进行研究。针对传统励磁模式下转矩脉动大的问题,介绍了一种新型的阶梯状励磁电流模式,研究该励磁电流模式的参考电流及励磁相重叠角度的参数对转矩脉动的影响。实验表明,所提出的新型励磁电流模式可以降低开关磁阻电机的转矩脉动,通过调节参考电流及励磁相重叠角度的参数可获得最小转矩脉动。     

基于双极性功率变换器的开关磁阻电机DITC控制

开关磁阻电机一般采用不对称半桥功率变换器,相对于电压源型逆变器VSI系统成本较高。双极性变换器在标准VSI的基础上增加1个桥臂,使开关磁阻电机绕组的退磁和励磁的电压都能达到直流侧幅值,同时大大降低了系统成本。提出了基于双极性功率变换器开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法,给出了双极性变换器DITC控制不同开关状态选择依据,分析了不同工作状态下电流变化情况。最后对所提方法进行实验,验证了其有效性。     

基于DSP的8／6极开关磁阻电机调速控制技术研究

开关磁阻电机调速系统由专用电机及其配套控制装置组成,是典型的机电一体化控制系统.介绍了以8/6极开关磁阻电机(SRM)为被控对象,TMS320LF2047作为控制器,以低速电流斩波控制、高速角度控制为控制策略,实现了全数字的开关磁阻电机调速系统的控制.通过CCC控制方式和APC控制方式的系统仿真与试验表明,开关磁阻电机具有良好的调速性能,控制特性满足中速电机的控制要求.     

Investigation of electromagnetic force components in SRM under single and multiphase excitation

This paper presents the results of an investigation of components of the electromagnetic force in the air gap of an 8/6 switched reluctance machine (SRM). Using a Maxwell stress method, variations of radial and tangential force components due to saliency of the machine and saturation have been studied. Access to distribution of the force components acting on the rotor and stator enables us to provide a more accurate picture of the torque generation and vibration in this family of electric machines. Furthermore, distribution of magnetic forces under multiphase excitation has been studied in detail. Our findings show that bipolar excitation of SRM phases, resulting in a short flux path magnetic circuit, favors its efficiency and power quality while generating higher torque with less pulsation. This is a significant improvement, particularly for automotive applications where the difference in the required number of power electronics components can be justified. An experimental 2-kW 42-V 8/6 SRM drive which has been designed and manufactured in our energy system laboratory was targeted for this study. In addition to our extensive finite-element analysis, experimental results have been provided to prove theoretical claims.     

A linear switched reluctance motor: converter and control

The converter topology with a minimum number of power devices and control implementations to facilitate the pulsation-free force control of the linear switched reluctance machines are investigated for the first time in this paper. The minimization of the devices offers cost reduction, compact packaging, and enhanced overall reliability. With that in view, a topology with 3N_sc+3 devices is chosen where N_sc is the number of sectors in the linear machine. The propulsion force with conventional control of single-phase excitation has high-commutation torque pulsation and it is overcome with a multiphase excitation strategy, proposed in this paper. Further, the proposed control strategy reduces the normal force pulsation. A systematic step-by-step design procedure of the switching strategy for the converter known as unipolar switching strategy, proportional plus integral current controller, and gating control strategy of a long linear switched reluctance machine is presented. Experimental correlation of the proposed converter arrangement and control strategy is presented with a 4.8 m-long linear switched reluctance machine in achieving the stated objectives     

Single-sensor current regulation in switched reluctance motordrives

This paper reports on progress made in the operation of switched reluctance machines with simultaneous excitation of multiple phases using just a single current sensor. This avoids individual current sensors in each motor phase, without compromising the drive performance. A new technique for operation of the classic two-transistor-per-phase power converter with only one current sensor is presented, allowing two phases to be excited simultaneously. The detailed operation and implementation of this technique is shown, together with test results and comparisons with normal operation with one current sensor per phase. The paper concludes that adding a very simple electronic circuit to the existing motor control circuitry allows single-current-sensor operation with uncompromised performance. This is the first time a paper discusses the topic of multiphase switched reluctance motor (SRM) excitation using a minimum number of current sensors     

基于Ansoft的开关磁阻电机强化励磁分析与仿真

分析了开关磁阻发电机(SRG)的运行机理,结合车用发电机及其控制电路的特点对2.5 kW小功率开关磁阻发电机进行强化励磁分析和研究,通过仿真证实强励磁方案能有效改善在高速下小功率开关磁阻发电机励磁电流小和输出功率低的问题.     

适用于无轴承开关磁阻电机的新型升压功率变换器

针对无轴承开关磁阻电机在换相时励磁电流建立速度过慢,本文提出了一种结构简单的升压型功率变换器,电机在换相时,通过利用绕组退磁能量来为后一相绕组迅速建立励磁电流,在保证电机稳定悬浮的基础上实现电机换相时的低转矩脉动运行。分析了该功率变换器的拓扑结构以及工作状态,在此基础上,构建了基于该新型升压功率变换器的12/8极双绕组宽转子齿无轴承开关磁阻电机驱动系统,通过Matlab/Simulink系统仿真和实验平台,验证了该功率变换器的可行性和有效性。     

小型车床用开关磁阻电动机调速系统研究

以四相8／6极、0．75kW开关磁阻电动机为研究对象,设计了一种调速性能优良的开关磁阻电动机调速系统,实现了开关磁阻电动机的无级平滑调速、快速动态响应、正反转协调运行、大力矩起动和四象限运行。     

双边直线开关磁阻发电系统建模与仿真研究

对直线开关磁阻发电机进行结构选型,根据双边直线开关磁阻发电机的结构特点及运行原理,建立以双边直线开关磁阻发电机为波能转换装置的波能发电系统,给出在固定开通/关断位置控制方法下的励磁功率、发电功率以及电压输出波形,并对双边直线开关磁阻发电系统进行功率分析。结果表明,双边直线开关磁阻发电系统具有连续发电能力,并且输出效率高达80.6%。采用电压外环PID调节加位置内环控制的双闭环控制策略对双边直线开关磁阻发电系统进行仿真研究,系统仿真结果表明,双闭环控制策略完成恒压控制,验证了双闭环恒压控制策略在双边直线开关磁阻发电系统中的可行性。     

磁力线开关型混合励磁磁阻电机的转矩特性

提出了一种磁力线开关型混合励磁磁阻电机方案。通过电励磁磁势和永磁体磁势的合理配置、匹配与耦合，克服了传统开关磁阻电机励磁损耗大的缺点，电励磁磁势既具有励磁功能，又具有永磁体磁场的控制功能。在阐述该电机结构及工作原理的基础上，通过二维有限元法分析了各种结构参数对电机电磁转矩的影响，并与传统开关磁阻电机进行了对比，对样机的静转矩进行了实验测试。分析结果表明该结构电机具有较高的转矩体积比。     

绕组连接方式对开关磁阻电机振动影响的研究

开关磁阻电机（SRM）具有结构简单坚固、控制灵活简便等优点,但较大的振动和噪声在一定程度上制约了其在各行业的广泛应用。SR电机的绕组连接方式不仅会对电机的电磁性能带来影响,也会影响电机振动噪声的大小。径向力是引起开关磁阻电机电磁噪声的主要原因。本文针对四相8/6开关磁阻电机,分析NNNNSSSS、NSNSSNSN这两种常用绕组连接方式下磁链和径向力差异;并以径向力为激励建立SR电机振动的有限元模型,研究不同绕组连接方式对振动响应的影响。通过实验进行验证得到结论:当SR电机运行在磁路饱和工作状态下,采用NNNNSSSS定子极性排布的连接方式更有利于减小电机运行时的振动。