基于ANSYS的开关磁阻电机温度场分析

利用AN SY S有限元软件的热分析功能对125kW的开关磁阻电动机进行了分析与仿真。分析了开关磁阻电机的发热热源、定子线圈等效导热系数、强迫通风冷却条件下通风道内气流散热系数,给出了额定条件下定、转子的温度场分布图。这对于检验设计的电机及其绕组能否在额定状况下长期稳定工作具有一定的指导意义。     

基于12/8磁阻电机极性分布对电机损耗及温度场的影响

开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)结构简单、坚固和转子上无永磁体与绕组,具有体积小、功率低和轴向利用率高的优点,可用于电动汽车驱动领域.而紧凑的结构绕组散热面积小和热负荷高,使得准确计算电机的损耗与温升变得十分重要.以12/8 SRM电机为例,推导电机各部分铁损模型,分析不同接线...     

隔爆型开关磁阻电机

通过设计实例阐述了开关磁阻电机的原理和优点，介绍了隔爆型开关磁阻电机结构设计和电磁设计的特点，并对技术水平进行了分析。     

开关磁阻电机的发展

开关磁阻电机调速系统（ＳＲＤ）由开关磁阻电机（ＳＲ）和电子馈电器组成，其调速性能可与直接时机相媲美，电机结构甚至比笼型异步时机还简单，该文介绍了ＳＲ的结构和国内外开发情况，指出ＳＲＤ具有调速性能好、成本低、起动转矩大等特点，但还存在振动、噪声及位置检测等问题，最后介绍了国内在几个工业部门中的应用实例。     

真空干泵用横向磁通开关磁阻电机对比分析

为了解决真空泵用电机工作在真空环境中,转子不易散热的问题,需要严格控制真空泵用电机的温升,从而提高系统运行的稳定性。开关磁阻电机（SRM）转子无绕组,转子损耗较小,整体温升较低,对于提升真空泵用驱动电机的性能具有重要意义。在传统SRM的基础上,设计了一款真空泵用横向磁通SRM,由于定子绕组空间较大,有利于电机散热,进一步减少了定子的损耗,从而降低了电机的整体温升。最后,对同功率、同体积的异步电机、径向SRM和横向磁通SRM进行了温度场、轴承的热应力和热形变的对比分析。结果表明,横向磁通SRM的温升、轴承的热应力和热形变均最小,说明横向磁通SRM作为真空泵用驱动电机的可行性。     

混合动力电动汽车用开关磁阻电机热分析

车用电机体积小,功率密度高,导致其温升较高,而温升直接影响电机的使用寿命和运行可靠性,因此热分析成为电机设计的关键环节。以一台额定功率为60 kW的四相16/12开关磁阻电机为研究对象,基于集总参数热网络法(Lumped Parameter Thermal Network, LPTN),建立电机集中参数热模型,分析电机稳态温度分布和瞬态温升,对机壳水冷和喷淋冷却的效果进行分析,并得出在低速和高速运行下限制电机连续运行的因素。在此基础之上,对冷却水道数目和冷却液流量对电机温升的影响进行分析,为相同冷却条件和功率等级的开关磁阻电机选择合理的冷却水道数目和冷却液流量提供参考依据。     

开关磁阻电机的控制模式

本文在分析电机基本特性的基础上，综述比较了开关磁阻电机的控制模式。     

基于气隙变化的开关磁阻电机结构优化设计

针对电动汽车用开关磁阻电机转矩脉动大的问题,深入分析了电感、磁路饱和程度、径向力等对转矩及转矩脉动产生的影响,提出了设计并优化定子斜齿结构的方案,通过建立坐标系,用方程表示定子斜齿前沿所在直线和转子的运动轨迹,推导了转矩随定子结构改变的直接变化关系。对不同定子齿结构进行有限元仿真,验证理论推导,对比转矩脉动、最大转矩、电感、磁密等参数,确定最优定子斜齿结构。研究结果表明:通过电机优化设计,最大转矩增加20.8Nm,平均转矩增加23Nm,转矩脉动下降13%,提高了转矩输出能力,减小了转矩脉动。     

无轴承开关磁阻电机磁场及力特性的分析

分析了无轴承开关磁阻电机(SRM)径向悬浮力产生原理.考虑磁饱和,以非线性磁化曲线为基础,建立了无轴承SRM的ANSYS有限元二维模型,对一台原理样机进行了电磁场分析,计算了转矩与悬浮力特性.将计算结果与采用线性磁化曲线时的有限元结果进行了比较,结果显示出考虑磁饱和的必要性,同时为样机的有效控制奠定了基础.     

高速SRM无位置传感器控制

针对简化磁链法开通角和关断角无法灵活且精确控制的问题,限制SRM(swithed reluctance motor)效率和高速运行性能,根据不同转速,提出实时调整开关角的无位置检测控制策略,通过建立电机有限元仿真模型,计算得到样机不同转子位置磁链模型.为提高角度位置控制精确度,针对SRM磁链模型的特点,给出参考磁链选取原则,在此基础上,根据不同转速实时调整开关角,实现SRM变角度位置控制.为验证提出的无位置控制策略的有效性,分别选取低速和高速样机进行试验.结果表明,提出的无位置检测法适用于低速和高速SRM,具有较高位置估算精确度.     

开关磁阻电机的滑模变结构控制

针对开关磁阻电机存在磁场严重的非线性且数学模型不精确等问题,提出了一种滑模变结构控制方法。它主要是通过切换函数从而不间断地来回切换系统量,系统总约束在切换面上,然后系统的状态变量自动地滑到原点。利用滑模变结构控制的快速性和完全自适应性,设计了滑模变结构控制的开关磁阻电机调速系统,同时推导出了该方法的数学模型,最后编程实现并在实验台上调试。实验结果证明,与常规的控制策略相比,滑模变结构控制改善了系统的动态性能,有较强的鲁棒性,且在无需知道电机精确模型的情况下可有效克服转矩脉动。     

开关磁阻电机绕组连接方式的研究

在两种绕组连接方式下，对开关磁阻电机的一相和两相通电进行了仿真和理论分析。结果表明，采用反向串联绕组的连接方式时，可以用标准的三相桥式逆变器驱动SRM，在此基础上提出了适合这种绕组连接的励磁方式，这对形状磁阻电机的应用有较大的实际意义。     

On‐line estimation of switched reluctance motor parameters

This paper addresses the problem of on‐line parameter estimation of switched reluctance motors and provides, to the best of the authors' knowledge, the first result that takes into account the dynamics of both electrical and mechanical subsystems. Based on a widely‐used standard model of the motor and establishing a reasonable structure for modeling the unknown load torque, a linear parametric model is derived and a 2‐stage identification scheme is proposed and implemented with the recursive least‐squares algorithm with forgetting factor. It is assumed that stator voltages and currents and rotor position and speed are available through measurements. Numerical simulations and experimental tests are included for a 3‐phase 12/8 switched reluctance motor. The results show a good performance of the proposed methodology, and the estimated parameters are validated through their use in a closed‐loop control scheme. Key features of the proposed solution are that it does not rely on locked‐rotor tests nor does it assume previous knowledge of the magnetization curves of the motor. The estimation scheme is intended to improve the performance and efficiency of currently available control algorithms, and it is potentially useful for the design of selfcommissioning switched reluctance drives, ie, drives that can automatically adjust the controller parameters for a wide range of motors and loads.     

一种四相开关磁阻电动机新型功率变换器的分析与设计

通过对两种常用的四相开关磁阻电动机(SR)功率变换器主电路的分析,并结合研制实践,给出了5.5kW四相SR新型功率变换器的设计实例和实验结果。     

自适应模糊PID控制器在开关磁阻电机中的应用

开关磁阻电机调速系统是一个多变量高度耦合、非线性很强的控制系统,采用常规的控制方式难以获得良好的控制效果.设计了应用于开关磁阻电机调速系统的自适应模糊PID控制器,并利用Matlab的Simulink工具对开关磁阻电机调速系统进行了仿真分析,结果表明系统超调量小,动态性能好,稳态精度高,抗干扰和鲁棒性强.     

混合动力汽车用开关磁阻电机设计

针对混合动力汽车中开关磁阻电机启动发电一体化工作要求,研究了开关磁阻电机设计方法,采用Ansoft仿真软件对参数进行了仿真,结果表明开关磁阻电机能作为启动发电机,在混合动力汽车中有很好的应用前景。     

基于双DSP的磁浮开关磁阻电机全数字控制器

根据磁浮开关磁阻电机(SRM)对控制器硬件资源及实时性的要求,基于双DSP与双口RAM,研制了磁浮SRM的全数字控制器。控制器以2片DSP为核心,来满足磁浮SRM旋转和悬浮功率变换器对PWM调制信号的需求,双口RAM用于实现2个DSP之间的信息实时共享,旋转控制用功率变换器采用传统不对称半桥电路,悬浮用功率变换器采用2块IPM模块,双DSP管理3套功率变换器以实现同时旋转控制和悬浮控制。制作了全数字控制器实验样机,进行了实验测试。实验结果表明,两DSP可协调工作,实时交换所需数据,能有效地完成对磁浮SRM的控制。     

基于换相过程控制的开关磁阻电动机转矩波动最小化研究

转矩波动是开关磁阻电动机较为突出的问题，在对开关磁阻电动机转矩模型分析的基础上，提出了一种控制策略用于解决换相过程中转矩平滑过渡的问题，详细讨论了该控制策略的一种在线控制方案，理论分析表明该方法能减小转矩波动，且效果较好，通过对12／4极三相开关磁阻电动机的仿真和实验研究，验证了所提方案的可行性。