《新能源汽车技术》课件-开关磁阻电机结构和工作原理

开关磁阻电机结构和工作原理PART01学习目标目录PART03学习准备PART04学习小结01020301学习目标学习目标目标123能说出开关磁阻电机的结构；能描述开关磁阻电机的原理；能叙述开关磁阻电机特点；02学习准备学习准备开关磁阻电机（SwitchReluctanceMachine，SRM）作为一种新型电机，相比其他类型的驱动电机而言，开关磁阻电机的结构最为简单。开关磁阻电机总成解剖图如图所示，主要有定子绕组、转子凸极等组成。开关磁阻电机总成解剖图学习准备1定子与转子结构开关磁阻电机定子与转子结构如图所示。定子铁芯由硅钢片叠制而成，在定子凸极上绕有线圈（定子绕组），把径向相对的两个绕组串联成一个磁极，称一相。转子是由转子轴和转子铁芯所组成，转子上既没有绕组也没有永磁体。转子铁芯为凸极结构，为磁场提供磁路。开关磁阻电机的定子与转子学习准备开关磁阻电机常用的相数与极数组合见下表。相数定子极数转子极数2428436264681284865104学习准备2开关磁阻电机工作原理

磁阻电动机运用磁阻最小原理，又由于线圈电流通断、磁通状态直接受开关控制，故称为开关磁阻电动机。学习准备它的运行遵循磁阻最小原理，即：磁通总要沿最小路径闭合，转子凸极轴线总趋向于电子产生磁通轴线对齐。当定子某相绕组通电励磁，产生的磁场磁力线由于扭曲而引起切向磁拉力，以使相近转子凸极轴线旋转到与定子的电励磁轴线相对齐位置，由于其“对齐”趋势使磁阻电机产生特有的有效电磁磁阻转矩。以三相6/4极开关磁阻电动机为例，U、V、W相线圈由功率开关BG1、BG2、BG3控制电流通断，并约定转子转动前的转角为0º。三相6/4极开关磁阻电机及功率变换器如下图所示。三相6/4极开关磁阻电机及功率变换器学习准备U相线圈接通电源产生磁通，磁力线从最近的转子齿极通过转子铁芯，磁力线可看成极有弹力的线，在磁力的牵引下转子开始异时针转动；中间图是转子转了10º的图，右面图是转到20º的图，磁力一直牵引转子转到30º为止，到了30º转子不再转动，此时磁路最短。三相6/4极开关磁阻电动机U相通电如图所示。学习准备

为了使转子继续转动，在转子转到30º前切断U相电源，并在30º时接通V相电源，磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，三相6/4极开关磁阻电动机V相通电如图所示，转子继续转动。中间图是转子转到40º的图，右面图是转到50º的图，磁力一直牵引转子转到60º为止。学习准备在转子转到60º前切断V相电源，并在60º时接通W相电源，磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，三相6/4极开关磁阻电动机W相通电如图所示。转子继续转动，中间图是转子转到70º的图，右面图是转到80º的图，磁力一直牵引转子转到90º为止。学习准备3开关磁阻电动机的转速控制开关磁阻电动机转速控制系统主要由开关磁阻电动机（SRM）、功率变换器、电子控制器、位置检测器、电流检测器等构成，开关磁阻电动机转速控制系统构成如图所示。

开关磁阻电动机转速控制系统构成学习准备4开关磁阻电机特点

开关磁阻电机具有以下优点：结构和控制简单、力矩大，可靠性高，成本低，起动制动性能好，运行效率高；功率变换器电路简单；可以在宽广的速度和负载范围内运行；起动电流小，启动转矩矩大；冗错能力强，在缺相情况下仍能可靠运行。主要缺点有：由于电磁转矩脉动较大，振动与噪声较严重；功率开关元件关断时电机定子绕组端部及开关器件上产生较高的电压尖峰。产生振动与噪音的主要原因是当定子各相绕组依序轮流通电时电机产生的合成转矩具有明显的脉动，另外，齿极所受径向磁拉