开关磁阻电机的性能要求与特点课件讲解

学习情境十开关磁阻电机及其控制技术宝马有一款新的纯电动汽车使用的是一款开关磁阻电机，最近该电机出现了故障，需要你去对电机进行检查。请你总结一下开关磁阻电机的结构及其控制技术。学习情景描述学习目标1.了解开关磁阻电机的基本结构；2.掌握开关磁阻电机的工作原理；3.了解开关磁阻电机的控制技术；4.掌握开关磁阻电机的特点与应用。工作任务1.在教师的指导下，制订开关磁阻电机的检查计划；2.根据检查计划对纯电动汽车的开关磁阻电机进行检查。目标和任务知识拓展6开关磁阻电机调速系统是继变频调速系统、无刷直流电机调速系统之后发展起来的最新一代无级调速系统，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。它兼具直流、交流两类调速系统的优点。英、美等国家对开关磁阻电机调速系统的研究起步较早，并已取得显著效果，产品功率等级从数瓦直到数百千瓦，产品广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等领域。资讯四开关磁阻电机的性能要求与特点资讯四开关磁阻电机的性能要求与特点1.开关磁阻电机的性能要求对于开关磁阻电机的性能要求主要体现在相数和极数、极弧、定子内径和铁心长度、气隙长度和转子外径、转子极高、定子极高等方面。1）相数和极数为实现良好的电机性能，相数和极数的选择很重要。为了满足新能源汽车驱动电机正、反转起动和运行，开关磁阻电机至少为三相6/4极。三相6/4极开关磁阻电机的价格最低、效率最高。四相8/6极开关磁阻电机尽管转矩脉动小，能够满足汽车的爬坡性能。三相12/8极开关磁阻电机是三相6/4极和四相8/6极开关磁阻电机的折中方案。相数和极数的选择应既满足新能源汽车的性能要求又要兼顾成本。3）定子内径和铁心长度在设计电机机座时，有两个重要参数需要优化，即定子内径和铁心长度。它们对电机材料的体积和质量都有重要影响。2）极弧极弧组合的最优方案，不仅要考虑最大的电感变化率，还要考虑转矩波动、起动转矩和磁饱和特性。5）转子极高当定子极与转子极错开时，相绕组的电感最小，磁场的边缘效应最为显著。为减小边缘效应对最小电感的影响，转子的极高需通过计算确定。6）定子极高为确保定子绕组有足够的空间，定子极高一般大于转子极高。资讯四开关磁阻电机的性能要求与特点4）气隙长度和转子外径开关磁阻电机选择较小的气隙会带来较大的电感变化率，从而使电机获得高转矩密度、高效率；但气隙越小，定子内表面和转子外表面的加工就越困难，电机成本就会越高。根据设计经验，开关磁阻电机的气隙长度应等于或小于同转子外径感应电机的气隙长度。资讯四开关磁阻电机的性能要求与特点2.开关磁阻电机的特点开关磁阻电机驱动系统主要有以下几方面特点。（5）效率高、功耗小。由于开关磁阻电机转子不存在绕组，降低了电机的铜耗，并且能在很宽的功率和转速范围内都保持高效率。（4）起动转矩大，调速范围宽。开关磁阻电机起动转矩较大，并且可以在较宽速度范围内实现恒功率运行，适用于频繁起停及正反方向交替运行的场合。（2）功率变换器结构简单，容错能力强。（3）可控参数多，调速性能好。（1）开关磁阻电机结构简单、紧凑、牢固，适于在高速、高温环境下运行。维护简单，具有良好的环境适应能力。0102（3）在宽广的转速与功率范围内均具有较高的效率。开关磁阻电机的转矩脉动比较大，目前致力于减小电机转矩脉动的控制方法是该领域的研发热点之一。资讯五开关磁阻电机调速系统的特点相比于直流调速系统和交流调速系统来说，开关磁阻电机调速系统具有以下特点。（2）调速系统结构简单、可靠，能够在恶劣条件下运行。开关磁阻电机转子无绕组、永磁体和集电环，只有硅钢片叠压而成的转子铁心，定子绕组为集中式绕组，端部接线短，是一种结构最简单的电机。由于开关磁阻电机转矩方向与绕组电流方向无关，功率变换器只需要提供单向电流，因而其开关器件数量较少，并且开关器件与绕组串联，不会出现传统逆变器的直通短路故障。03（1）调速性能好。系统有4个可控参数：开通角、关断角、绕组相电流幅值和直流电源电压。控制开通角可以实现对绕组电流