開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)SRD特種電機(jī)及其控制教學(xué)實(shí)用教案

1、第1頁(yè)/共144頁(yè)第一頁(yè)，共145頁(yè)。第2頁(yè)/共144頁(yè)第二頁(yè)，共145頁(yè)。電機(jī)(dinj)原理演示磁通總要沿著磁阻最小路徑閉合，一定形狀的鐵心在移動(dòng)(ydng)到最小磁阻位置時(shí)，必定使自己的軸線與主磁場(chǎng)的軸線重合A-A 通電 1-1 與A-A重合B-B 通電 2-2 與B-B重合C-C 通電 3-3 與C-C重合D-D 通電 1-1 與D-D重合第3頁(yè)/共144頁(yè)第三頁(yè)，共145頁(yè)。12/8 極三相(sn xin)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)第4頁(yè)/共144頁(yè)第四頁(yè)，共145頁(yè)。 以不同的顏色表示(biosh)磁場(chǎng)強(qiáng)弱，藍(lán)色磁場(chǎng)最弱，綠色強(qiáng) 當(dāng)某一相通電時(shí)，磁極極尖處磁場(chǎng)強(qiáng)第5頁(yè)/共144頁(yè)第五頁(yè)，共14

2、5頁(yè)。第6頁(yè)/共144頁(yè)第六頁(yè)，共145頁(yè)。第7頁(yè)/共144頁(yè)第七頁(yè)，共145頁(yè)。第8頁(yè)/共144頁(yè)第八頁(yè)，共145頁(yè)。第9頁(yè)/共144頁(yè)第九頁(yè)，共145頁(yè)。第10頁(yè)/共144頁(yè)第十頁(yè)，共145頁(yè)。第11頁(yè)/共144頁(yè)第十一頁(yè)，共145頁(yè)。第12頁(yè)/共144頁(yè)第十二頁(yè)，共145頁(yè)。第13頁(yè)/共144頁(yè)第十三頁(yè)，共145頁(yè)。第14頁(yè)/共144頁(yè)第十四頁(yè)，共145頁(yè)。第15頁(yè)/共144頁(yè)第十五頁(yè)，共145頁(yè)。第16頁(yè)/共144頁(yè)第十六頁(yè)，共145頁(yè)。第17頁(yè)/共144頁(yè)第十七頁(yè)，共145頁(yè)。第18頁(yè)/共144頁(yè)第十八頁(yè)，共145頁(yè)。第19頁(yè)/共144頁(yè)第十九頁(yè)，共145頁(yè)。第20頁(yè)/共144頁(yè)第二

3、十頁(yè)，共145頁(yè)。第21頁(yè)/共144頁(yè)第二十一頁(yè)，共145頁(yè)。第22頁(yè)/共144頁(yè)第二十二頁(yè)，共145頁(yè)。第23頁(yè)/共144頁(yè)第二十三頁(yè)，共145頁(yè)。第24頁(yè)/共144頁(yè)第二十四頁(yè)，共145頁(yè)。第25頁(yè)/共144頁(yè)第二十五頁(yè)，共145頁(yè)。)22kNNkmNsrs1、為了避免單邊磁拉力(ll)，徑向必須對(duì)稱，所以雙凸極的定子和轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)應(yīng)為偶數(shù)。2、定子和轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)不相等，但應(yīng)盡量接近。因?yàn)楫?dāng)定子和轉(zhuǎn)子齒槽數(shù)相近時(shí)，就可能加大定子相繞組電感隨轉(zhuǎn)角的平均變化率，這是提高電機(jī)出力的重要因素。第26頁(yè)/共144頁(yè)第二十六頁(yè)，共145頁(yè)。第27頁(yè)/共144頁(yè)第二十七頁(yè)，共145頁(yè)。 相數(shù) 3 4 5 6

4、 7 8 9定子(dngz)極數(shù) 6 8 10 12 14 16 18轉(zhuǎn)子極數(shù) 4 6 8 10 12 14 16步進(jìn)角(度) 30 15 9 6 4.28 3.21 2.5 SR電機(jī)常用(chn yn)方案第28頁(yè)/共144頁(yè)第二十八頁(yè)，共145頁(yè)。第29頁(yè)/共144頁(yè)第二十九頁(yè)，共145頁(yè)。 PM PM 第30頁(yè)/共144頁(yè)第三十頁(yè)，共145頁(yè)。（1） 2-phase 4 stator pole/2 rotor pole（2） 4-phase 8 stator pole/6 rotor pole（3） 3-phase 6 stator pole/4 rotor pole（4） 5-phas

5、e 10 stator pole/8 rotor pole第31頁(yè)/共144頁(yè)第三十一頁(yè)，共145頁(yè)。1)1)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、適用于高速電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、適用于高速, , 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)比通常認(rèn)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)比通常認(rèn)為最簡(jiǎn)單的鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)還要簡(jiǎn)單。為最簡(jiǎn)單的鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)還要簡(jiǎn)單。2)2)功率電路簡(jiǎn)單可靠功率電路簡(jiǎn)單可靠(kko) (kko) 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩方向與繞組電流方向無(wú)關(guān)，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩方向與繞組電流方向無(wú)關(guān)，即只需單方向繞組電流，故功率電路可以做到每相一個(gè)功率開(kāi)關(guān)。即只需單方向繞組電流，故功率電路可以做到每相一個(gè)功率開(kāi)關(guān)。第32頁(yè)/共144頁(yè)第三十二頁(yè)

6、，共145頁(yè)。3)3)各相獨(dú)立工作，可構(gòu)成極高可靠性系統(tǒng)各相獨(dú)立工作，可構(gòu)成極高可靠性系統(tǒng) 從電動(dòng)機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)上看，各相繞組和磁從電動(dòng)機(jī)的電磁結(jié)構(gòu)上看，各相繞組和磁路相互獨(dú)立，各自在一定軸角范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。而不像在一般電動(dòng)機(jī)中必須在路相互獨(dú)立，各自在一定軸角范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。而不像在一般電動(dòng)機(jī)中必須在各相繞組和磁路共同作用下產(chǎn)生一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)才能正常各相繞組和磁路共同作用下產(chǎn)生一個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)才能正常(zhngchng)(zhngchng)運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)。4)4)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，低起動(dòng)電流高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，低起動(dòng)電流 控制器從電源側(cè)吸收較少的電流，在電機(jī)側(cè)得到較大的控制器從電源側(cè)吸收

7、較少的電流，在電機(jī)側(cè)得到較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是本系統(tǒng)的一大特點(diǎn)。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是本系統(tǒng)的一大特點(diǎn)。 （SR:0.4IN,1.4TN IM:6-7IN,2-3TNSR:0.4IN,1.4TN IM:6-7IN,2-3TN）第33頁(yè)/共144頁(yè)第三十三頁(yè)，共145頁(yè)。5)5)適用于頻繁起停及正反向轉(zhuǎn)運(yùn)行適用于頻繁起停及正反向轉(zhuǎn)運(yùn)行 SRDSRD系統(tǒng)具有的高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，低起動(dòng)系統(tǒng)具有的高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，低起動(dòng)電流的特點(diǎn)，使之在起動(dòng)過(guò)程中電流電流的特點(diǎn)，使之在起動(dòng)過(guò)程中電流沖擊小，電動(dòng)機(jī)和控制器發(fā)熱較連續(xù)沖擊小，電動(dòng)機(jī)和控制器發(fā)熱較連續(xù)額定運(yùn)行時(shí)還小。額定運(yùn)行時(shí)還小。6)6)可控參數(shù)多，調(diào)速性能好可控參數(shù)多，調(diào)速性能好

8、控制開(kāi)關(guān)控制開(kāi)關(guān)(kigun)(kigun)磁阻電動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)行磁阻電動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)行參數(shù)和常用方法至少有四種參數(shù)和常用方法至少有四種: :相開(kāi)通相開(kāi)通角角, ,相關(guān)斷角相關(guān)斷角, , 相電流幅值相電流幅值, ,相繞組電相繞組電壓。壓。第34頁(yè)/共144頁(yè)第三十四頁(yè)，共145頁(yè)。7)7)效率高，損耗效率高，損耗(snho)(snho)小小 SRD SRD系系統(tǒng)是一種非常高效的調(diào)速系統(tǒng)。統(tǒng)是一種非常高效的調(diào)速系統(tǒng)。8)8)可通過(guò)機(jī)和電的統(tǒng)一協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)滿足可通過(guò)機(jī)和電的統(tǒng)一協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)滿足各種特殊使用要求各種特殊使用要求 。9)9)缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、振動(dòng)、噪聲缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、振動(dòng)、噪聲 但但可通過(guò)特殊設(shè)計(jì)克

9、服可通過(guò)特殊設(shè)計(jì)克服第35頁(yè)/共144頁(yè)第三十五頁(yè)，共145頁(yè)。第36頁(yè)/共144頁(yè)第三十六頁(yè)，共145頁(yè)。航空工業(yè) 家用電器(ji yn din q) 機(jī)械傳動(dòng)(j xi chun dn) 精密(jngm)伺服系統(tǒng) 電動(dòng)車(chē) 第37頁(yè)/共144頁(yè)第三十七頁(yè)，共145頁(yè)。 SR電機(jī)設(shè)計(jì)研究： 鐵心損耗計(jì)算、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、噪聲、優(yōu)化設(shè)計(jì)等理論 SR電機(jī)的控制策略研究： 最優(yōu)控制，減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、降低噪聲 具有較高動(dòng)態(tài)性能、算法簡(jiǎn)單、可抑制參數(shù)變化、擾動(dòng)及各種不確定性干擾的新型控制策略 智能(zh nn)控制策略 SR電機(jī)的無(wú)位置傳感器控制 SR電機(jī)的振動(dòng)、噪聲研究 無(wú)軸承SR電機(jī)研究（磁懸?。?SR電機(jī)

10、應(yīng)用研究：電動(dòng)車(chē)、發(fā)電機(jī)、一體化電機(jī)等第38頁(yè)/共144頁(yè)第三十八頁(yè)，共145頁(yè)。不計(jì)磁滯、渦流及繞組間互感時(shí)，m相SR電機(jī)系統(tǒng)示意圖 J轉(zhuǎn)子(zhun z)與負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 D粘性摩擦系數(shù) TL負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Te K J TL R1 d 1/dtt1 u1 + - . . . Rm d m/dt um + - 耦合磁場(chǎng)耦合磁場(chǎng) i1 im 第39頁(yè)/共144頁(yè)第三十九頁(yè)，共145頁(yè)。第k相繞組的相電壓平衡(pnghng)方程:第40頁(yè)/共144頁(yè)第四十頁(yè)，共145頁(yè)。所以(suy)：電阻壓降dtdLidtdiiLiLiRdtddtdiiiRUkkkkkkkkkkkkkkkk第41頁(yè)/共144頁(yè)第

11、四十一頁(yè)，共145頁(yè)。LeTdtdDdtdJT22第42頁(yè)/共144頁(yè)第四十二頁(yè)，共145頁(yè)。diiWci0),(-i),(iWTcediTmNTrNerav/20),(2第43頁(yè)/共144頁(yè)第四十三頁(yè)，共145頁(yè)。1 0 2 3 0 4 5 SR電機(jī)相電感隨轉(zhuǎn)子位置(wi zhi)變化第44頁(yè)/共144頁(yè)第四十四頁(yè)，共145頁(yè)。stator = 1位置(wi zhi)rotor轉(zhuǎn)子凹槽前沿與定子磁極(cj)前沿相遇位置1第45頁(yè)/共144頁(yè)第四十五頁(yè)，共145頁(yè)。stator=0o位置(wi zhi)rotor定子磁極軸線(zhu xin)與轉(zhuǎn)子凹槽中心重合=0o第46頁(yè)/共144頁(yè)第四十六

12、頁(yè)，共145頁(yè)。stator =2位置(wi zhi)rotor轉(zhuǎn)子(zhun z)磁極前沿與定子磁極前沿相遇位置2第47頁(yè)/共144頁(yè)第四十七頁(yè)，共145頁(yè)。stator = 3位置(wi zhi)轉(zhuǎn)子磁極前沿與定子(dngz)磁極前沿重合位置rotor3第48頁(yè)/共144頁(yè)第四十八頁(yè)，共145頁(yè)。stator =4位置(wi zhi)rotor轉(zhuǎn)子凹槽前沿與定子(dngz)磁極后沿重合位置4第49頁(yè)/共144頁(yè)第四十九頁(yè)，共145頁(yè)。stator =5位置(wi zhi)rotor轉(zhuǎn)子凹槽前沿與定子(dngz)磁極前沿相遇位置5第50頁(yè)/共144頁(yè)第五十頁(yè)，共145頁(yè)。1 0 2 3 0

13、4 5 =0 定子磁極(cj)軸線與轉(zhuǎn)子凹槽中心重合1(5) 轉(zhuǎn)子凹槽前沿與定子磁極(cj)前沿相遇位置2 轉(zhuǎn)子磁極(cj)前沿與定子磁極(cj)前沿相遇位置3 轉(zhuǎn)子磁極(cj)前沿與定子磁極(cj)前沿重合位置4 轉(zhuǎn)子凹槽前沿與定子磁極(cj)后沿重合位置第51頁(yè)/共144頁(yè)第五十一頁(yè)，共145頁(yè)。SR電機(jī)繞組(roz)電感的分段線性解析式：-544max43max32min221min)()()(KLLLKLLK=(Lmax-Lmin)/(3-2)= (Lmax-Lmin)/s第52頁(yè)/共144頁(yè)第五十二頁(yè)，共145頁(yè)。相電流解析相電流解析(ji x)分分析析-zonzoffsoffons

14、UU,0uk第53頁(yè)/共144頁(yè)第五十三頁(yè)，共145頁(yè)。忽略電阻，相繞組電壓(diny)方程：而： =L idtdUSNoImagedidLdidLUsLiLidtdtdtd相電流解析(ji x)分析同時(shí)可以導(dǎo)出：-54243322200000iKiKTTTKT為常數(shù)第54頁(yè)/共144頁(yè)第五十四頁(yè)，共145頁(yè)。sdidLULidtdsUdidLLiddminsUdiLdmin( )sonUiL -第55頁(yè)/共144頁(yè)第五十五頁(yè)，共145頁(yè)。min2()sUCLKi-min2min2min2()()()()sUdidLdiLiLKiKddddidiLKKiKdddid K iLKdd-第56頁(yè)/

15、共144頁(yè)第五十六頁(yè)，共145頁(yè)。min2()( )()sonUiLK-第57頁(yè)/共144頁(yè)第五十七頁(yè)，共145頁(yè)。min2(2)( )()soffonUiLK-max(2)( )soffonUiL-max4(2)( )()soffonUiLK-第58頁(yè)/共144頁(yè)第五十八頁(yè)，共145頁(yè)。12min2min23min234max45max4()()(2)()()(2)(2)()sonsonoffsoffonoffsoffonsoffonULULKUiLKULULK-開(kāi)通角關(guān)斷角第59頁(yè)/共144頁(yè)第五十九頁(yè)，共145頁(yè)。on2 :電感上升，使繞組(roz)電流下降off3 : 在電感(din

16、n)達(dá)最大之前，繞組關(guān)斷，繞組續(xù)流。3z4 (z=2off-on) 在電感下降之前，續(xù)流結(jié)束。否則會(huì)產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩典型電流波形第60頁(yè)/共144頁(yè)第六十頁(yè)，共145頁(yè)。第61頁(yè)/共144頁(yè)第六十一頁(yè)，共145頁(yè)。第62頁(yè)/共144頁(yè)第六十二頁(yè)，共145頁(yè)。 線性模型忽略了許多因素，計(jì)算結(jié)果誤差很大，只能定性地說(shuō)明(shumng)影響電流、轉(zhuǎn)矩的因素。第63頁(yè)/共144頁(yè)第六十三頁(yè)，共145頁(yè)。為避免繁瑣計(jì)算，又近似考慮磁路的飽和(boh)效應(yīng)，常借助準(zhǔn)線性模型：將實(shí)際非線性磁化曲線分段線性，且不考慮磁耦合準(zhǔn)線性模型(mxng)分析實(shí)際磁化曲線分段線性磁化曲線i1第64頁(yè)/共144頁(yè)第六十四頁(yè)，共

17、145頁(yè)。準(zhǔn)線性模型(mxng)繞阻電感L(i,):第65頁(yè)/共144頁(yè)第六十五頁(yè)，共145頁(yè)。 基于準(zhǔn)線性模型，L(i, )是可解析的，可以分別求出繞阻磁鏈與磁共能的分段解析式，由此得到(d do)SR電機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的分段解析式：第66頁(yè)/共144頁(yè)第六十六頁(yè)，共145頁(yè)。)21)(2minmax2min2222LLLUNmToffonoffSrav-第67頁(yè)/共144頁(yè)第六十七頁(yè)，共145頁(yè)。1) on 是控制轉(zhuǎn)矩的重要參數(shù)：一定時(shí)，若開(kāi)通角on較小，相電流直線上升時(shí)間較長(zhǎng)，從而增大(zn d)電流，提高轉(zhuǎn)矩。2) 在on一定時(shí)，增大off,平均轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)增大。但導(dǎo)通角c= off- on

18、有一個(gè)最佳值，超過(guò)(chogu)此值， c 增大，平均轉(zhuǎn)矩反而減小。討論(toln)：第68頁(yè)/共144頁(yè)第六十八頁(yè)，共145頁(yè)。2.3 SR電機(jī)(dinj)的控制原理F為以電機(jī)結(jié)構(gòu)(jigu)參數(shù)(m，Nr， 2，Lmax，Lmin)和控制參數(shù)(on ,off)為變量的函數(shù)/savUFT 整理得：對(duì)一定電機(jī)，結(jié)構(gòu)參數(shù)一定。如Us、 on 、off一定，則電機(jī)的固有機(jī)械特性為：Tav=k/ 2 P=k/ 第69頁(yè)/共144頁(yè)第六十九頁(yè)，共145頁(yè)。 恒轉(zhuǎn)矩區(qū)恒轉(zhuǎn)矩區(qū) 恒功率區(qū)恒功率區(qū) 串勵(lì)特性區(qū)串勵(lì)特性區(qū) CCC 方式方式 APC 方式方式 1 2 c固定固定 o T 第70頁(yè)/共144頁(yè)第七

19、十頁(yè)，共145頁(yè)。SR電機(jī)電機(jī)(dinj)的基速的基速 SR電機(jī)的固有機(jī)械(jxi)特性類似與直流電機(jī)的串勵(lì)特性。 對(duì)給定SR電機(jī)，在最高電壓Us和最大允許電流條件下，存在一個(gè)臨界角速度。即SR電機(jī)得到最大轉(zhuǎn)矩的最高角速度，稱為基速。第71頁(yè)/共144頁(yè)第七十一頁(yè)，共145頁(yè)。SR電機(jī)電機(jī)(dinj)控制策略：控制策略：可控量為：Us、 on 、off控制法1：固定on ,off，通過(guò)(tnggu)電流斬波限制電流，得到恒轉(zhuǎn)矩控制法2：固定on ,off，由速度設(shè)定值和實(shí)際值之差調(diào)制Us，進(jìn)而改變轉(zhuǎn)矩*基速以上，角度位置控制(APC)，輸出恒功率第72頁(yè)/共144頁(yè)第七十二頁(yè)，共145頁(yè)。 O

20、 i Imin Imax 第73頁(yè)/共144頁(yè)第七十三頁(yè)，共145頁(yè)。 O i Imax 第74頁(yè)/共144頁(yè)第七十四頁(yè)，共145頁(yè)。 O i 第75頁(yè)/共144頁(yè)第七十五頁(yè)，共145頁(yè)。 O T off on增大增大 第76頁(yè)/共144頁(yè)第七十六頁(yè)，共145頁(yè)。0 0 Amin Cmaxn 2 1 電電流流斬?cái)夭ú煽煽乜貐^(qū)區(qū) 起起動(dòng)動(dòng)斬?cái)夭ú?定定角角度度斬?cái)夭ú?變變角角度度斬?cái)夭ú?APC控控制制 可可變變角角度度運(yùn)運(yùn)行行區(qū)區(qū) 第77頁(yè)/共144頁(yè)第七十七頁(yè)，共145頁(yè)。-onSLUimin)(HonSCILU-2minmax第78頁(yè)/共144頁(yè)第七十八頁(yè)，共145頁(yè)。 A B C D

21、 D A B C D D Te 30 O 導(dǎo)通相控制導(dǎo)通相控制 60 Tstmin 第79頁(yè)/共144頁(yè)第七十九頁(yè)，共145頁(yè)。 D A C AB BC CD DA Te 30 O 導(dǎo)通相控制導(dǎo)通相控制 60 B D 第80頁(yè)/共144頁(yè)第八十頁(yè)，共145頁(yè)。 on off 導(dǎo)導(dǎo) 通通 區(qū)區(qū) 正正 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) on off 導(dǎo)導(dǎo) 通通 區(qū)區(qū) 反反 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) O L O Te Te L,Te轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) L,Te轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) L 第81頁(yè)/共144頁(yè)第八十一頁(yè)，共145頁(yè)。 L i L, , i O Te - -Te r/2 on r off 第82頁(yè)/共144頁(yè)第八十二頁(yè)，共145頁(yè)。 功率變換器是直流電源和SRM的接

22、口，起著將電能分配到SRM繞組中的作用，同時(shí)接受控制器的控制。 由于SRM遵循“最小磁阻原理”工作(gngzu)，因此只需要單極性供電的功率變換器。功率變換器應(yīng)能迅速?gòu)碾娫唇邮茈娔?，又能迅速向電源回饋能量。?3頁(yè)/共144頁(yè)第八十三頁(yè)，共145頁(yè)。（1）較少數(shù)量的主開(kāi)關(guān)元件；（2）可將全部電源電壓加給電動(dòng)機(jī)相繞組；（3）主開(kāi)關(guān)器件的電壓額定值與電動(dòng)機(jī)接近；（4）具備迅速增加相繞組電流的能力；（5）可通過(guò)主開(kāi)關(guān)器件調(diào)制(tiozh)，有效地控制相電流；（6）能將能量回饋給電源。第84頁(yè)/共144頁(yè)第八十四頁(yè)，共145頁(yè)。1 、 雙 開(kāi) 關(guān)(kigun)型每相有兩只主開(kāi)關(guān)和兩只續(xù)流二極管。當(dāng)兩只

23、主開(kāi)關(guān)VT1和VT2同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，電源US 向電機(jī)相繞組供電 ；當(dāng)VT1和VT2同時(shí)關(guān)斷時(shí)，將電機(jī)的磁場(chǎng)儲(chǔ)能以電能形式(xngsh)迅速回饋電源，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫換相。 。 + US - - VD1 VD2 VT1 VT2 第85頁(yè)/共144頁(yè)第八十五頁(yè)，共145頁(yè)。雙開(kāi)關(guān)雙開(kāi)關(guān)(kigun)型電路特型電路特點(diǎn)：點(diǎn)：1）適用于任意相數(shù)SR電機(jī)2）相控獨(dú)立性：獨(dú)立3）相電壓=電源(dinyun)電壓4）器件數(shù)量多 第86頁(yè)/共144頁(yè)第八十六頁(yè)，共145頁(yè)。 + US - - VD1 VD4 VT1 VT4 VD2 VD5 VT2 VT5 VD3 VD6 VT3 VT6 A B C 第87頁(yè)/共144頁(yè)第

24、八十七頁(yè)，共145頁(yè)。 雙繞組型電路(dinl)特點(diǎn)主開(kāi)關(guān)S1導(dǎo)通時(shí)，電源對(duì)主繞組A供電(n din)；當(dāng)其關(guān)斷時(shí)，靠磁耦合將主繞組A的電流轉(zhuǎn)移到副繞組，通過(guò)二極管D1續(xù)流，向電源回饋電能，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫換相。早期使用(shyng)的雙繞組結(jié)構(gòu)，每相有主、副兩個(gè)繞組，主、副繞組雙線并繞，同名端反接，其匝數(shù)比為1：1。第88頁(yè)/共144頁(yè)第八十八頁(yè)，共145頁(yè)。 2、雙繞組(roz)型 缺點(diǎn)(qudin)：1）由于主、副繞組之間不可能完全耦合，在S1關(guān)斷的瞬間，因漏磁及漏感作用，其上會(huì)形成較高的尖峰電壓，故S1需要有良好的吸收回路。2）由于采用主、副兩個(gè)繞組，因而電機(jī)槽及銅線利用率低。銅耗增加、體積增

25、大。優(yōu)點(diǎn)：適用于任何相數(shù)的SRM，尤其適宜(shy)于低壓直流電源供電場(chǎng)合第89頁(yè)/共144頁(yè)第八十九頁(yè)，共145頁(yè)。兩個(gè)相串聯(lián)的電容C1和C2將電源電壓一分為二(y fn wi r),構(gòu)成中點(diǎn)電位。每相只有一個(gè)主開(kāi)關(guān)S和一只續(xù)流二極管D。 當(dāng)S1導(dǎo)通時(shí)，上側(cè)電容C1對(duì)A相繞組放電，電源(dinyun)對(duì)A相供電，經(jīng)下側(cè)電容C2構(gòu)成回路；當(dāng)S1關(guān)斷時(shí)，A相電流經(jīng)D1續(xù)流，向下側(cè)電容C2充電。 第90頁(yè)/共144頁(yè)第九十頁(yè)，共145頁(yè)。1）只適用于偶數(shù)相SR電機(jī)2）主開(kāi)關(guān)數(shù)較少3）相控獨(dú)立(dl)性：不獨(dú)立(dl)4）電源利用率低，每相電壓為電源電壓的1/2。5）需限制中點(diǎn)電位漂移第91頁(yè)/共1

26、44頁(yè)第九十一頁(yè)，共145頁(yè)。該變換器比四相電容分壓型功率變換器主電路少了兩個(gè)串聯(lián)的分壓電容，換相相的磁能以電能形式一部分回饋電源，另一部分注入導(dǎo)通相繞組，引起中點(diǎn)電位的較大浮動(dòng)(fdng)。它要求每一瞬間必須上、下各有一相導(dǎo)通。第92頁(yè)/共144頁(yè)第九十二頁(yè)，共145頁(yè)。1）只適用于4的倍數(shù)相SR電機(jī)2）主開(kāi)關(guān)數(shù)較少3）相控獨(dú)立性：不獨(dú)立4）相繞組電壓浮動(dòng)(fdng)5）本電路特有的優(yōu)點(diǎn):可以實(shí)現(xiàn)零壓續(xù)流，提高系統(tǒng)的控制性能。H橋型電路(dinl)為4相SR電機(jī)最常用的主電路(dinl)形式第93頁(yè)/共144頁(yè)第九十三頁(yè)，共145頁(yè)。第94頁(yè)/共144頁(yè)第九十四頁(yè)，共145頁(yè)。V0導(dǎo)通 V0

27、關(guān)斷AB兩相導(dǎo)通時(shí)工作情況第95頁(yè)/共144頁(yè)第九十五頁(yè)，共145頁(yè)。主電路續(xù)流第96頁(yè)/共144頁(yè)第九十六頁(yè)，共145頁(yè)。斬波：V1關(guān)斷，續(xù)流換相：V2關(guān)斷，V1導(dǎo)通換相：V1關(guān)斷，V2導(dǎo)通第97頁(yè)/共144頁(yè)第九十七頁(yè)，共145頁(yè)。第98頁(yè)/共144頁(yè)第九十八頁(yè)，共145頁(yè)。 VT1 VT3 VD3 VD1 VD2 VD4 VT2 VT4 + + US - - + U0 A B C D C2 C1 J 電壓檢測(cè)電壓檢測(cè) R1 R2 R3 380V VT RL 第99頁(yè)/共144頁(yè)第九十九頁(yè)，共145頁(yè)。 11 10 2 1 3 MID 3 1 2 8 9 MDI 第100頁(yè)/共144頁(yè)第一

28、百頁(yè)，共145頁(yè)。 14 15 5 4 6 2 3 1 9 AMP 過(guò)流保護(hù)電路過(guò)流保護(hù)電路 第101頁(yè)/共144頁(yè)第一百零一頁(yè)，共145頁(yè)。 15 6 2 3 1 9 4 5 14 10mEXB841 驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)信號(hào) 4.7k 1/2W 過(guò)流保護(hù)輸出過(guò)流保護(hù)輸出 TLP521 或等效或等效 47 F 47 F ERA34-10 RG IGBT ICC 20V 0V 隔離電源隔離電源 絞線絞線 第102頁(yè)/共144頁(yè)第一百零二頁(yè)，共145頁(yè)。2.5.1 位置(wi zhi)檢測(cè)與換相邏輯靜止(jngzh)部分運(yùn)動(dòng)部分第103頁(yè)/共144頁(yè)第一百零三頁(yè)，共145頁(yè)。第104頁(yè)/共144頁(yè)第一百

29、零四頁(yè)，共145頁(yè)。第105頁(yè)/共144頁(yè)第一百零五頁(yè)，共145頁(yè)。定子上安裝兩個(gè)相距75o的光敏器件S、P,分別(fnbi)與定子極中心線成37.5o夾角。將其組合為4種不同狀態(tài)，代表定子繞組4種不同參考位置第106頁(yè)/共144頁(yè)第一百零六頁(yè)，共145頁(yè)。第107頁(yè)/共144頁(yè)第一百零七頁(yè)，共145頁(yè)。第108頁(yè)/共144頁(yè)第一百零八頁(yè)，共145頁(yè)。第109頁(yè)/共144頁(yè)第一百零九頁(yè)，共145頁(yè)。第110頁(yè)/共144頁(yè)第一百一十頁(yè)，共145頁(yè)。第111頁(yè)/共144頁(yè)第一百一十一頁(yè)，共145頁(yè)。S P導(dǎo)通相導(dǎo)通相1 0 AB0 0 BC 0 1 CD1 1 DA1 0 AB第112頁(yè)/共144

30、頁(yè)第一百一十二頁(yè)，共145頁(yè)。S P導(dǎo)通相導(dǎo)通相0 0AD1 0DC1 1CB0 1 BA0 0AD第113頁(yè)/共144頁(yè)第一百一十三頁(yè)，共145頁(yè)。第114頁(yè)/共144頁(yè)第一百一十四頁(yè)，共145頁(yè)。第115頁(yè)/共144頁(yè)第一百一十五頁(yè)，共145頁(yè)。 Ui (fi) (fo) Ue U0 Ud (fo) 輸出信號(hào)輸出信號(hào) 壓控振蕩器壓控振蕩器 相位比較器相位比較器 控制電壓控制電壓 低通濾波器低通濾波器 誤差電壓誤差電壓 輸入信號(hào)輸入信號(hào) fi 相位比較器相位比較器 低通濾波器低通濾波器 壓控振蕩器壓控振蕩器 分頻器分頻器( N) fo =Nfi 第116頁(yè)/共144頁(yè)第一百一十六頁(yè)，共145

31、頁(yè)。R5 R4 C4 + R7 R6 C3 S +5V Q VIN 16 3 4 14 6 7 13 9 11 12 5 8 CD4046 CD4040 8 11 10 12 16 第117頁(yè)/共144頁(yè)第一百一十七頁(yè)，共145頁(yè)。14 4 3 13 15 S 信號(hào)信號(hào) 6 7 300pF 4046 10k 47k 1M 0.22 F OUT1 CLK1 8253 CS A0 A1 D0 D7 WR RD 第118頁(yè)/共144頁(yè)第一百一十八頁(yè)，共145頁(yè)。8 8 P0 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7 ALE RD WR MCU A1 A0 D0 D7 8253 CLK0 GATE0 P

32、1.0 CS RD WR 373 154 INT1 測(cè)測(cè) S、 P跳跳變變 f0 第119頁(yè)/共144頁(yè)第一百一十九頁(yè)，共145頁(yè)。 CPU 80C196KC HSI.0 HSI.1 S P 第120頁(yè)/共144頁(yè)第一百二十頁(yè)，共145頁(yè)。60nNfrp第121頁(yè)/共144頁(yè)第一百二十一頁(yè)，共145頁(yè)。 + - - R2 R1 +15V R3 R4 UCC C2 C1 + - Uout 充電泵充電泵 2 3 4 1 5 8 10 11 S LM2907 第122頁(yè)/共144頁(yè)第一百二十二頁(yè)，共145頁(yè)。cNTpmn160fmT2第123頁(yè)/共144頁(yè)第一百二十三頁(yè)，共145頁(yè)。 定時(shí)器定時(shí)器

33、計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 總線總線 位置脈沖信號(hào)位置脈沖信號(hào) 記數(shù)器記數(shù)器 接口接口 總線總線 時(shí)鐘脈沖時(shí)鐘脈沖 位置脈沖信號(hào)位置脈沖信號(hào) 第124頁(yè)/共144頁(yè)第一百二十四頁(yè)，共145頁(yè)。1260Nm fnp m D 觸發(fā)器觸發(fā)器 D CP Q Tc HSO.0 HSI.0 HSI.1 SP Td Tc Td m1 m2 第125頁(yè)/共144頁(yè)第一百二十五頁(yè)，共145頁(yè)。SR電動(dòng)機(jī)電阻(dinz)采樣電流檢測(cè)電路 R R1 R2 Uo IL +UCC V 第126頁(yè)/共144頁(yè)第一百二十六頁(yè)，共145頁(yè)。 _ _ Uo Ui Uoffset is Re R1 R2 R3 Rf IL +15V -15V

34、LEM 第127頁(yè)/共144頁(yè)第一百二十七頁(yè)，共145頁(yè)。 VT1 VT3 VD3 VD1 VD2 VD4 VT2 VT4 + + US - - + U0 A B C D C2 C1 LEM1 LEM2 第128頁(yè)/共144頁(yè)第一百二十八頁(yè)，共145頁(yè)。 + US - - VD1 VD4 VT1 VT4 VD2 VD5 VT2 VT5 VD3 VD6 VT3 VT6 A B C LEM 第129頁(yè)/共144頁(yè)第一百二十九頁(yè)，共145頁(yè)。 SRM 功功 率率 變變 換換 器器 - - US + 位位 置置 傳傳 感感 器器 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速速 計(jì)計(jì) 算算 邏邏 輯輯 控控 制制 ASR 控控 制制 模模式式 選選 擇擇 正正 反反 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 指指 令令 ACR PW M 邏邏 輯輯 “與與 ” 放放 大大 驅(qū)驅(qū) 動(dòng)動(dòng) * - - + + T* i* - - i on , off 第130頁(yè)/共144頁(yè)第一百三十頁(yè)，共145頁(yè)。 鍵盤(pán)電路鍵盤(pán)電路 顯示電路顯示電路 故障檢測(cè)電路故障檢測(cè)電路 位置、速度信位置、速度信號(hào)檢測(cè)電路號(hào)檢測(cè)電路 EPROM 和和 E2PROM 電路電路 晶振和復(fù)位晶振和復(fù)位 電路電路 電流斬波與過(guò)電流斬波與過(guò)流保護(hù)電路流保護(hù)電路 電流檢測(cè)電路電流檢測(cè)電