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。     

绕组连接形式对开关磁阻电机性能影响的研究

开关磁阻电机结构简单、控制灵活,定转子极弧系数、绕组匝数、气隙等主要结构参数都对电机性能有很大影响。采用有限元分析法对一台三相12/8极30 kW开关磁阻电机在两种绕组连接方式下的磁场分布、转矩、电流、电感等性能进行分析,并通过实验验证,采用NSNSNSNSNSNS定子极性排布的连接方式较NNNSSSNNNSSS连接方式的平均转矩更大、转矩波动更小,同时互感也更小。     

三相逆变桥驱动开关磁阻电机的研究

将三相开关磁阻电动机绕组采用星型连接,用三相逆变桥对其驱动,采用传统的控制方式运行状况不佳.本文根据开关磁阻电动机产生电磁转矩的原理,分析了每相自感和两相互感在电动机运行中产生电磁转矩的情况,根据其变化规律,推导出独特的720°电角度一周期的对称不均匀励磁方式,使磁阻电动机获得了良好的运行效果,解决了传统三相开关磁阻电机与驱动电源连接线过多的问题.本文结合样机,对励磁方式进行了理论分析,并以实验进行验证.     

开关磁阻电机绕组短路故障的检测与研究

开关磁阻电机具有很强的容错能力,但这种能力也是有限的。在开关磁阻电机绕组短路的情况下对开关磁阻电机容错能力进行深入的研究。通过建模和测试,针对以下两种情况进行了理论分析和实验:一种是相极问绕组完全短路,另一种是相极间绕组部分短路。实验证明相绕组短路导致转矩减少,为了弥补转矩的减少,绕组电流就要增加;在相绕组部分短路的情况下,对输出总转矩的影响可以忽略。     

新型四相开关磁阻电机驱动系统

传统开关磁阻电机设计对相绕组间的互感很少考虑或认为对电机的性能影响不大而不考虑。但四相开关磁阻电机驱动系统稳态运行时相绕相间互感作用明显，严重影响系统的整体性能。本文首次提出了一种新的设计方案，通过将绕组反向串联和两相同时激磁，使电机定子磁极的极性沿圆周Ｎ－Ｓ相间均匀分布，能量转换通过绕组间的互感随转子位置的变化率来实现。新方案使系统的整体性能有很大提高。     

电动汽车用SRM励磁方式的研究

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor.简称SRM)适用于电动汽车交流驱动,但其转矩脉动会降低汽车的运行质量.为降低SRM的转矩脉动,将三相SRM绕组采用星型连接,用三相逆变桥对其驱动.当采用传统的控制方式时.电机运行状况不佳.根据SRM产生电磁转矩的原理,分析了自感和两相互感在电机运行中产生电磁转矩的情况,并根据其变化规律.推导出独特的720°电角度一周期的对称不均匀两相励磁方式,使磁阻电机获得了良好的运行效果.实验证明,相较于常用的单相励磁方式,该励磁方式可有效改善SRM的转矩脉动和噪声.     

开关磁阻电机原理

磁阻电机是指电机各磁路的磁阻随转子位置而改变，因而电机的磁场能量也将随转子位置的变化而变化，并将磁能变换成机械能。这种结构与步进电动机相似，开关磁阻电动机的运行亦遵循“磁阻最小原理”，即磁通总是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，必使自己的主轴线与磁场的主轴线重合。当定子极励磁时，所产生的磁力会力图使转子旋转到转子极轴线与定子极轴线重合的位置，并使励磁绕组的电感最大。若以中定、转子所对的位置作为起始位置，然后依次给四相绕组通电，转子会逆着励磁顺序以逆时针方向连续旋转：反之，则转子会沿顺时针方式转动。可见，开关磁阻电动机的转向与相绕组的电流方向无关，而仅取决于相绕组通电的顺序。     

绕组形式对永磁辅助同步磁阻电机影响研究

本文首先对比了永磁辅助同步磁阻电机采用集中绕组和分布绕组时电机电感、反电势等参数的差异,然后分析了两种电机在抗退磁能力上的差别和原因,最后对两种电机的损耗和效率进行了对比。集中绕组永磁辅助同步磁阻电机和分布绕组永磁辅助同步磁阻电机在效率上基本相当,但在抗退磁方面有较大的差异。     

四相SR无电容裂相式主电路的分析与应用

本文开关磁阻电机系统采用无电容裂相式主电路,每相半周期导通。电机内部相绕组线包反相串联,四相绕组星形连接;具体分析了裂相式主电路中点电压脉动的原理,总结出无中点电容电路运行情况,并通过仿真验证了分析的结果;两相同时通电产生转矩,并提出适合于四相无电容裂相式的角度位置控制策略,整个调速范围使用PWM调压控制。最后,通过实验验证,四相无电容裂相式开关磁阻电机系统稳定可靠运行,控制方法可行。     

混合式步进电机绕组接法与驱动方式分析

混合式步进电机绕组与驱动器连接关系是否正确是该类电机使用的关键.文中通过对不同类型电机接线及驱动方式的分析,总结了两相混合步进电机接线与驱动规律.本文分析结论对工程实际应用有很好的指导作用.     

四相开关磁阻电机带直流偏置正弦激励特性研究

针对四相开关磁阻电机（SRM）传统方波励磁转矩脉动大的问题,提出了一种单极性正弦励磁控制方法。首先建立了两相旋转坐标系下四相SRM的数学模型,分析了带直流偏置正弦励磁时瞬时转矩,结果表明转矩和iq分量成正比并且转矩不含三相SRM单极性正弦励磁时的磁阻转矩分量。然后研究了在两相旋转坐标系下对电流分量的控制方法,转矩分量采用SPWM控制,励磁分量采用电流滞环跟踪控制。最后对本文提出的控制方法通过有限元进行仿真分析并给出实验验证。实验结果表明在该种控制方式下SRM的转矩脉动小于传统方波励磁的转矩脉动。     

一种新型两相励磁开关磁阻电机驱动系统的静态特性

该文主要分析了一种两相同时励磁的开关磁阻电机（SRM）的静态特性，文中首先简要介绍了这种两相励磁系统的结构，然后提出了两相励磁下SEM的磁链模型，基于详细的非线性有限元分析（FEA）的结果，建立了简化的线性模型且利用此线性模型导出了SRM的转矩－转角特性，并和非线性FEA模型下的结果进行了比较。最后，根据FEA的结果，提出了一种优化的控制策略来提高这种SRM的性能。     

一种开关磁阻电动机无位置传感器起动方法

提出了一种开关磁阻电动机的无位置起动方法。起动前对电机三相绕组注入短时电压脉冲,根据响应电流和绕组电感的关系,确定初始导通相。一相导通时,非导通相继续保持电压脉冲的注入,通过比较非导通相的响应电流,确定电机的换相点,实现电机三相轮流导通,从而完成电机的起动过程。在此基础上,增设阀值比较环节,消除了电感下降区的误导通信号,从而避免了负转矩的产生。仿真与实验结果表明,该方法可以实现三相开关磁阻电机的无位置传感器起动,使电机从静止达到一定转速,从而验证了所提方案的可行性。     

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     

Vibration modes and acoustic noise in a four-phase switchedreluctance motor

Acoustic noise in the switched reluctance motor (SRM) is caused primarily by the deformation of the stator lamination stack. Acoustic noise is most severe when the periodic excitation of the SRM phases excites a natural vibration mode of the stack. The natural vibration modes and frequencies of a four-phase, 8/6 SRM are examined. Structural finite element analysis is used to compute the natural modes and frequencies. Impulse tests on the stator stack verify the calculations and show which modes are excited. Heuristic arguments are developed to predict the operating conditions that will excite the natural modes. Measurement of vibration while the machine is under load shows which operating conditions excite the natural modes and verifies the predictions. An approximate formula is derived to predict the frequency of the fundamental vibration mode in terms of lamination dimensions and material properties. The formula is validated by comparison with finite element calculations for several laminations, and hence is shown to be useful in design trade-off studies     

A three-phase switched reluctance motor with two-phase excitation

A new excitation strategy for a switched reluctance motor (SRM) is described and tested. This scheme excites two phases of an SRM simultaneously, which is similar to the two-phase excitation method of a step motor. In this scheme, the torque is produced by mutual-inductance as well as by self-inductance. The abrupt change of a phase excitation produces mechanical stresses, resulting in torque ripple and noise. The acoustic noise is reduced through a sequential two-phase excitation. Noise reduction occurs because the scheme reduces abrupt changes in excitation levels by distributed, balanced excitation and freewheeling during commutation. The operational principle and a characteristic comparison to that of the conventional SRM show that this novel excitation scheme has some advantages, including torque ripple and noise reduction, as well as simple inverter topology     

Dynamic Modeling of SRM Including Neighboring Phase Coupling Effects

This paper reports a new dynamic modeling method for switched reluctance motor (SRM) which can account for neighboring phase coupling effects. The dynamic model is developed using a few sets of finite element method (FEM)-computed phase flux linkage/current/position data under the condition of simultaneous excitation of two neighboring phases. The combination of piecewise Hermite cubic spline and Fourier series techniques is used to represent each FEM-calculated flux linkage data set. The methods to implement and to verify the dynamic model using simulation techniques are presented. The model is ready to be incorporated with various converter topologies and control strategies. It can provide valuable information for motor design evaluation and its controller design evaluation. The modeling method has been implemented using Saber circuit simulator for a 4-phase SRM driven by a split DC-link inverter. Dynamic simulation results have been obtained for two different SRM winding configurations. The significance of its neighboring phase coupling effects is evaluated by comparing the simulation results of a model including the effects with the simulation results of a degraded model neglecting the effects.     

新型两相励磁开关磁阻电机驱动系统的稳态特性分析

该文通过建立开关磁阻电机(SRM)的等效磁网络模型，分析了新型两相励磁控制策略(TPE)下电机的稳态特性。与传统的控制方案不同，两相励磁方案下电机自感磁链和互感磁链都是产生有效转矩的关键因素，文中详细介绍了通过求解等效磁网络模型取代计算绕组的自感和互感，来研究电机的运行特性的方法。实验结果与仿真分析结果的非常接近，证明所提出的方法是正确的。     

基于简化磁链法的开关磁阻电机间接位置检测

为了提高无位置传感器SRM间接位置检测方案适用速度范围,在电机单相轮流导通和电流采用PWM技术控制的条件下提出了一种简化的磁链法,实验结果表明该算法能在高速时实现SRM的可靠换相,对无位置传感器SRM的间接位置检测技术有较大的实际意义。     

用派克方程分析开关磁阻电动机

根据开关磁阻电动机气隙磁导的变化情况，把ＳＲＭ的一相绕组通电后的电磁关系，等效成一台假想的极对数Ｚ２／２，但运行于某种不对称的工作条件的三相凸极同步电动机的电磁关系，建立了与ＳＲＭ相等效的同步电动机模型，使用派克方程来分析ＳＲＭ的工作机理成为可能，并用坐标变换、Ｚ变换和拉氏变换法来求取ＳＲＭ的定子相绕组电流及电磁转矩。，