開關(guān)磁阻電機電磁設(shè)計方法

1、湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第2章 分馬力開關(guān)磁阻電機的機理分析SR電機的結(jié)構(gòu)比較簡單，但其雙凸極的結(jié)構(gòu)特點，磁路和電路的非線性， 開關(guān)性，使得電機的各個物理量隨轉(zhuǎn)子位置作周期的變化， 定子繞組電流和磁通 波形不規(guī)則，傳統(tǒng)的分析法難以簡單的用于 SR電機的計算。不過，SR電機內(nèi)部 的電流過程是建立在電磁感應(yīng)定理， 全電流定理，能量守恒定理等基本電磁關(guān)系 上，并可由此寫出SR電機的基本平衡方程。2.1分馬力開關(guān)磁阻電機的基本平衡方程一臺q相SR電機，假設(shè)各相結(jié)構(gòu)和電磁參數(shù)對稱，根據(jù)電路定理，可以寫 出SR電機的k相的電動勢平衡方程Uk =Rkik +孚dt(2.1)式中Uk 第k相的端電壓；

2、ik 第k相的電流；Rk 第k相的電阻；屮k 第k相的磁鏈。故磁鏈甲K在SR電機中，各相繞組的磁鏈?zhǔn)寝D(zhuǎn)子位移角和各相電流的函數(shù), 為(2.2)如果忽略了電阻的壓降，并假設(shè)磁路為線性，則（2.1 ）可寫為(2.3)(2.4)Uk= Lk dk +ik d：C =er +eadt dtdQ角速度，0 =dT/dt ；er 由于磁鏈變化引起的感應(yīng)電動勢；ea 由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)使繞組中引起的感應(yīng)電動勢。 進一步考察SR電機能量，有2d12+ikdlkUklk =( Lkik) + adt 22d日上式表明，輸入功率的一部分轉(zhuǎn)化為磁場能量增加； 另一部分則輸出的機械 功率?？梢哉f，SR電機正是利用了不斷的能

3、量儲存，轉(zhuǎn)換而獲得高效，大功率 的性能。132.1.2轉(zhuǎn)矩平衡方程式當(dāng)電動機電磁轉(zhuǎn)矩與作用在電機上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不相等時，轉(zhuǎn)速就會發(fā)生變 化，產(chǎn)生角加速度。根據(jù)力學(xué)原理，可以寫出這時的轉(zhuǎn)矩平衡方程TJ + +Tldt(2.5)式中JTe =+ % 竺 +Tle dt2dt L系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量;-摩擦系數(shù)； -負(fù)載轉(zhuǎn)矩。KqTl-當(dāng)SR電機穩(wěn)態(tài)運行時,穿=0，則Te = k 榭 +Tl電磁轉(zhuǎn)矩可以寫為磁共能W.的函數(shù)T6W(i1,i2,.iq電)Te =T 1 .2 dLTe = - i 時二2d&SR電機的基本方程可以寫成為d屮 Uk = Rkik 中丁 屮k =屮(2 Y) Te /w

4、9;(i1,i2 y巧c0d 20 d -"df + K 臨+TldtK =1,2,3, r2d2。d9Te = J+Ko+Tl dtdt(2.6)(2.7)(2.8)(2.9)(2.10)(2.11)由于電路，磁路的非線性和開關(guān)性，使得（2.11 ）描敘的基本平衡方程實際 上難以計算，通常需根據(jù)具體運行狀態(tài)和研究項目的進行必要的簡化， 因此可以 采用線性模型，準(zhǔn)線性模型和非線性模型的求解方法。2.2分馬力開關(guān)磁阻電機的線性模式分析影響SRD運行特性的最主要因素是SR電動機相電流波形、電流的峰值和峰 值出現(xiàn)的位置。然而，SR電動機運行時繞組電流既非恒定直流量，亦非交變的 正弦量，而且

5、其波形還隨著電動機的運行狀態(tài)而變化。為弄清SR電動機內(nèi)部的基本電磁關(guān)系和基本特性，實用上，可從簡化的線性模型入手進行分析。下面以轉(zhuǎn)子只有一對凸極為例說明開關(guān)磁阻電動機的工作原理，定子磁極上裝有繞組，徑向的一對繞組以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接在一起。 當(dāng)電動機繞組通電 流時，轉(zhuǎn)子磁極企圖和定子磁極保持在一條軸線上，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。因為電動機轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生的基本原理是電感的增加或磁阻的減小，因此電流的方向和轉(zhuǎn)矩?zé)o 關(guān)。通常，電動機定子相繞組的電壓方程為（2.12）d屮U =Ri+ dt式中U為電動機繞組的瞬時電壓，i為電動機的瞬時電流，d甲/dt為磁鏈變化率。 如果忽略電動機的電阻，則（2.13）d=Ndt是每

6、匝的平均磁通。即繞組的自感L與電流的大小無關(guān)，只是轉(zhuǎn)子位d屮U =dt式中N為電動機繞組的匝數(shù)，假定電動機的磁路不飽和， 置角9的函數(shù)，若忽略繞組間的互感，則,d屮，di 亠.dL CU =L 中112dt dt d9（2.14）式中0為角速度，dL/d9為切割電勢，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止或dL/dB為0時，0等于0。 dL/dB由電機定子、轉(zhuǎn)子的極數(shù)和磁極形狀等參數(shù)所決定。 圖b為理想化的每電 感的變化曲線。相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩特性曲線示于圖 C,由式（2.10）可以看出，當(dāng)dL/d日 為正時，轉(zhuǎn)矩值為正；當(dāng)比dL/d8為負(fù)時，轉(zhuǎn)矩值為負(fù)；當(dāng)dL/d8等于0時電動 機不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。為了產(chǎn)生正轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩，應(yīng)該在d

7、L/d0為正時讓電動機繞組 通以電流；為了產(chǎn)生反轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩，應(yīng)該在以 dLd日為負(fù)時，在電動機繞組中 通以電流。因此需要轉(zhuǎn)子位置傳感器以決定電動機電流的開始和結(jié)束時刻。理想的電流波形是在dL/d&為正時，通以恒定的方波電流。由于電動機存在 電感，電流的上升需要一定的時間，實際的電壓和電流波形如圖b，C所示，電流的平均值i與電流的峰值及其導(dǎo)通時間有關(guān) （即與電流的通斷角有關(guān)）。圖中 Ud以為直流電源電壓。電力半導(dǎo)體器件在日0時刻導(dǎo)通，稱為導(dǎo)通角；0 p為晶閘 管的關(guān)斷角，在9p時電源流向電動機。在 9q時刻電動機繞組的電流切斷。在 日P期間，能量經(jīng)續(xù)流二極管由電動機回饋到電源。在電動機

8、穩(wěn)態(tài)運行時，電滿波形Uf（C）理想的電流波形（b）實際的電壓和磁通波形（d）圖2.1開關(guān)磁阻電動機的運行通常有 9p -Qq =% -Qp。7儒子角度% Op b電潦波形為轉(zhuǎn)干角度%Ud實際的電流波形采用斬波方式的電流波形0p處在最大電感區(qū)域達到之前，如圖b所示，在負(fù)轉(zhuǎn)矩出日0只需適當(dāng)提前以保證在進入電感變化實際上，開斷角現(xiàn)之前有電流流動。在高速電動機中， 區(qū)域時電流有足夠的上升時間。為了限制電流不超過某一數(shù)值，常采用PW斬波 方式，如圖d所示。開關(guān)磁阻電動機具有較高的性能價格比，在工業(yè)中已經(jīng)實 際應(yīng)用。有文獻分析，開關(guān)磁阻電動機的單位體積所產(chǎn)生的功率和轉(zhuǎn)矩可以和異 步電動機相比較，但是轉(zhuǎn)矩與

9、慣量之比比異步電動機大。 它的運行效率以及輸出 同樣軸功率的變流裝置容量與采用 PWM控制的異步電動機相當(dāng)。開關(guān)磁阻電動機 調(diào)速系統(tǒng)的主要缺點就是電動機的轉(zhuǎn)矩脈動。 對于三相6/4極電動機,每轉(zhuǎn)將會 產(chǎn)生12個轉(zhuǎn)矩脈動。低速時，這些轉(zhuǎn)矩脈動對電動機的運行會產(chǎn)生不利影響， 因而在設(shè)計時需要采用適當(dāng)措施抑制轉(zhuǎn)矩脈動。在高速時，相電流的開關(guān)頻率將影響電動機和電力半導(dǎo)體器件的損耗。 如果考慮系統(tǒng)的效率，開關(guān)磁阻電動機的 相數(shù)和轉(zhuǎn)子的極數(shù)應(yīng)盡可能少。開關(guān)磁阻電動機的導(dǎo)通角和關(guān)斷角應(yīng)和轉(zhuǎn)子位置 精確同步，因此在電動機的軸上要安裝位置傳感器提供位置信號。SR電動機在基速至第二臨界轉(zhuǎn)速的高速區(qū)域運行時，常采用

10、角度位置控制 （APC）方式，通過導(dǎo)通角日C的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電動勢的轉(zhuǎn)矩實現(xiàn)調(diào)速的目的。由上述分析我們可知，若不計電動機磁路飽和的影響，假定相繞組的電感與 電流的大小無關(guān)，且不考慮磁場邊緣擴散效應(yīng)，這時，相繞組的電感隨轉(zhuǎn)子位置 角日周期性變化的規(guī)律可用圖2.2說明。圖中橫坐標(biāo)為轉(zhuǎn)子位置角（機械角），它的基準(zhǔn)點即坐標(biāo)原點0=0的位置，對 應(yīng)于定子凸極中心與轉(zhuǎn)子凹槽中心重合的位置，這時相電感為最小值Lmin，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過半個極距（T1/2=；1：/Nr）時，該相定、轉(zhuǎn)子凸極中心安全對齊，電感為最 大值Lmax。隨著定、轉(zhuǎn)予磁極重疊增加和減少，相電感則在Lmin和Lmax之間線性地上升和下降，L（T）變化

11、的頻率正比于轉(zhuǎn)子極對數(shù)，變化的周期即為T1（對四相（8 /6）SR電動機，Ti=60度）。L max02 舊 c Q./ i-IL min / I!1舊 hr 嚴(yán) 2 L n L T T”圖22繞組電感L與轉(zhuǎn)子位移角£在一個轉(zhuǎn)子極距T1內(nèi)的關(guān)系曲線圖2.2中，6為轉(zhuǎn)子磁極的前沿與定子磁極的后沿相遇的位置，在日u 日1區(qū)域內(nèi)，定轉(zhuǎn)子磁極不相重疊，電感保持最小值 Lmin不變，這是由于SR電動機的 轉(zhuǎn)子槽寬通常大于定子極弧，所以當(dāng)定子凸極對著轉(zhuǎn)子槽時，便有一段定子極和 轉(zhuǎn)子槽之間的磁阻恒為最大并不隨轉(zhuǎn)子位置變化的最小電感常數(shù)區(qū)；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過日1后，相電感便開始線性地上升直到0hr為止，日2為

12、轉(zhuǎn)子磁極的前沿與定子磁極的 前沿重疊處，這時定、轉(zhuǎn)子磁極全部重疊，相電感變?yōu)樽畲笾礚max?；陔妱訖C綜合性能的考慮，轉(zhuǎn)子極弧Pr通常要大于定子極弧Ps，因此在區(qū)域日2至肖3之間， 定轉(zhuǎn)子磁極保持全部重疊，相應(yīng)地定轉(zhuǎn)子凸極間磁阻恒為最小值， 相電感保持在 最大值Lmax。這一區(qū)域習(xí)慣成為死區(qū)。日3為轉(zhuǎn)子磁極的后沿與定子磁極的后 沿相遇的位置，至此，相電感開始線性地下降，直到 &4處降為Lmin，只為轉(zhuǎn)子磁 極后沿與定子磁極前沿重合處。如此周而復(fù)始，往復(fù)循環(huán)。當(dāng)SR電機繞組通電時，若不計繞組損耗，輸入的電功率一部分用于增加繞 組的儲能，一部分則轉(zhuǎn)換為機械功率輸出，而后者為繞組電流與定子電

13、路的旋轉(zhuǎn) 電動勢之積。抓住旋轉(zhuǎn)電動勢的大小、正負(fù)與電感隨轉(zhuǎn)子位置而變的變化率有關(guān) 的特點，不難分析在電感變化不同區(qū)域內(nèi)繞組電流流動所引起的幾種不同的能量 流動情況。繞組磁能則僅回饋給 因旋轉(zhuǎn)電動勢為負(fù)， 也有制動轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生若在電感上升區(qū)域內(nèi)繞組通電，旋轉(zhuǎn)電動勢為正，產(chǎn)生電動轉(zhuǎn)矩，電源提供 的電能一部分轉(zhuǎn)換為機械能輸出，一部分則以磁能的形式儲存在繞組中； 在最大 電感為常數(shù)的區(qū)域，旋轉(zhuǎn)電動勢為零，如果電流繼續(xù)流動， 電源，轉(zhuǎn)軸上沒有電磁轉(zhuǎn)矩；若電流在電感下降區(qū)域內(nèi)流動， 產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，這時回饋給電源的能量既有繞組釋放的磁能， 的機械能，即SR電機運行在發(fā)電狀態(tài)。顯然，為了得到較大的有效轉(zhuǎn)矩，一方面

14、應(yīng)盡量減少制動轉(zhuǎn)矩，即在繞組電 感開始隨轉(zhuǎn)子位置減小時應(yīng)盡快使繞組電流衰減到零，為此，關(guān)斷角dff，通常設(shè)計在最大電感達到之前。主開關(guān)器件關(guān)斷后，反極性的電壓加至繞組兩端，電 流流向電源，所以繞組電流迅速下降，以保證在電感下降區(qū)域內(nèi)流動的電流很??； 另一方面，應(yīng)盡量提高電動轉(zhuǎn)矩，即在繞組電感隨轉(zhuǎn)子位置上升區(qū)域應(yīng)盡量流過 較大的電流。2.3 SR電機的運行特性分析SR電機的運行特性可分為三個區(qū)域：恒轉(zhuǎn)矩區(qū)、恒功率區(qū)、自然特性區(qū)， 如圖（2.3）所示。在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，由于電機轉(zhuǎn)速較低，電機反電動勢小，需要對電 流進行斬波限幅，可采用電流斬波（CCC）方式，也可采用電壓PWM控制方式；在 恒功率區(qū)，通過

15、調(diào)節(jié)主開關(guān)管的開通角和關(guān)斷角取得恒功率特性，稱為角度位置控制 （AP C）方式；在串勵 特性區(qū)，電源電壓、開通角和關(guān)斷角均固定。轉(zhuǎn)速 m、n2為各特性交接的臨界轉(zhuǎn) 速,其中ni是SR電機開始運行于恒功率特性的臨界轉(zhuǎn)速， 定義為SR電機的額定 轉(zhuǎn)速，亦稱為第一臨界轉(zhuǎn)速，對應(yīng)功率即為額定功率；n2是能夠得到額定功率的 最高轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速再增加時，輸出功率將下降， n2亦成為第二臨界轉(zhuǎn)速。石2£駁缺匸一自熬特tt區(qū)圖2.3 SR電機的運行特性第3章分馬力開關(guān)磁阻電機的電磁設(shè)計及參數(shù)優(yōu)化3.1 ANSYS軟件在分馬力開關(guān)磁阻電機電磁分析中的應(yīng)用3.1.1 ANSYS軟件簡介ANSY軟件是國際流

16、行的融結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)于一體的大型通用 有限元軟件。在電磁應(yīng)用方面，可有效分析多種設(shè)備，而且方便、快捷、準(zhǔn)確。開 關(guān)磁阻電機（SRM）非線性磁化曲線族蟲=甲（也i）是對開關(guān)磁阻電機進行全面分 析、控制的基礎(chǔ)。目前,求取非線性磁化曲線族主要有兩種方法，即測量和計算方 法。計算的方法通常有等效磁路法,近似解析法，位勢磁通法和有限元法。在磁場 分布和變化比較復(fù)雜且非線性嚴(yán)重的情況下，有限元法精度最高，而使用ANSYS 軟件既保證了有限元分析的高精度，又大大降低了計算量。本文所討論的 SRM具 有非線性飽和磁路,磁場變化復(fù)雜。因此非常適合用 ANSYSS行分析。3.1.2 ANSYS電磁場分

17、析ANSYS1序可用來分析電磁場多方面問題,如電感、電容、磁通量密度、渦 流、電場分布、磁力線、力等。可有效地分析多種設(shè)備，如發(fā)電機電動機、螺線 管傳動器、開關(guān)等。ANS丫磁場分析的有限元公式由磁場的磁位 A引入Maxwell方程組中并考慮 其電磁性質(zhì)關(guān)系，用戶可開發(fā)出適合于有限元分析的方程組。ANSY程序的其他一些功能增強了程序的電磁分析能力和靈活性。例如，用 戶可以方便地選擇多種單位制作為標(biāo)準(zhǔn)的 Frontal求解器的替代，P CG,ICCG和 JCG迭代求解器非常適用于求解電磁場問題。ANSY程序提供了豐富的線性和非線性材料的表達方式，包括各向同性或正交各向異性的線性磁導(dǎo)率，材料的B-H

18、曲線和永磁體的退磁曲線。后處理功能允 許用戶顯示磁力線、磁通密度和磁場強度并進行力、力矩、源輸入能量、端電壓 和其他參數(shù)的計算。3.1.3 ANSYS具體分析方法ANSYS析過程中包含3個步驟。（1）創(chuàng)建有限元模型。包括：創(chuàng)建或讀入有限元模型；定義材料屬性；劃 分網(wǎng)格（節(jié)點及單元）。湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)(2) 施加載荷并求解。施加載荷及載荷選項、設(shè)定約束條件，然后求解。(3) 查看結(jié)果。查看分析結(jié)果，然后檢驗結(jié)果(分析是否正確)。3.1.4應(yīng)用實例為了進一步詳細說明ANSY歎件在開關(guān)磁阻電機電磁分析中的應(yīng)用，在此舉 出一例。電機為8/6極開關(guān)磁阻電動機，其各參數(shù)見表 3.1。表3.

19、1樣機的結(jié)構(gòu)參數(shù)定子外徑168cm轉(zhuǎn)子外徑93.6 cm定子極寬19 cm轉(zhuǎn)子極寬20 cm定子軛高13.5 cm轉(zhuǎn)子軛高14.5 cm定子極高23 cm轉(zhuǎn)子極高17.5 cm鐵心長度120 cm氣隙0.7 cm4.1所示。開關(guān)磁根據(jù)SR電機結(jié)構(gòu)和電氣上的對稱性，可取半個場域進行求解。這樣雖然減 少了剖分時間、求解時間和數(shù)據(jù)存儲量，但其嚴(yán)重的缺點在于使有限元剖分輸入 數(shù)據(jù)的自動生成復(fù)雜化，因此，取整個區(qū)域為求解區(qū)域，如圖阻電動機的結(jié)構(gòu)中存在繞組電流區(qū)，因此對電機進行有限元計算必須采用矢量磁 位A來求解。并對電機作如下假設(shè)：圖3.1 SR電機橫截面二維有限元求解模型17(1)所有導(dǎo)線上電流密度均

20、勻分布； 忽略磁滯效應(yīng)；忽略位移電流；電機外部磁場為零；鐵芯上工藝槽的效應(yīng)忽略不計； 鐵芯里感應(yīng)的傳導(dǎo)電流忽略不計;(7)鐵芯里的磁導(dǎo)率是各相同性的。在上述假設(shè)的前提下，得到下列非線性泊松方程和邊界條件(3.1)B冷)+(1 知 Jx邊界條件是整個剖分區(qū)域 Az =0，式中Az為矢量磁位。場域剖分采用三角形六節(jié)點形式，在 030°之間每隔2.5。剖分一次，計 算一次磁場分布情況，選擇PLANE53元類型，輸入剖分區(qū)域所有材料的特性， 并加邊界條件和載荷，然后就可以進行剖分，圖2為0 =17.5。時的剖分結(jié)果(0 表示定子磁極軸線和轉(zhuǎn)子極間中心線重合時的位置,17.5。即轉(zhuǎn)子相對于定子

21、轉(zhuǎn)過17.5。時的位置)。圖3.2二維有限元網(wǎng)格剖分圖。(a)0 =17 5° (b) 0 =17 5°時的氣隙放大圖圖3.2二維有限元網(wǎng)格剖分圖然后選擇Frontai求解器進行求解，在后處理階段，要求輸出13個位置的磁場分布，以及磁化曲線族圖。圖3. 3 0 =17.5° A相繞組電流為40A時的磁場分布3.1.5 ANSYS軟件在電磁分析中應(yīng)用前景ANSYS是 一種功能強大的有限元軟件，可以靈活、方便地對問題進行分析、 計算。ANSYS!高度集成的系統(tǒng)，隨著版本的不斷更新，功能的不斷擴充和完善，在科35J flfl?2- - ft I n a044S*1=0電

22、*ZA圖3.55. 5 kKW SRM 三維磁化曲線圖3.45. 5 KW SRM二維磁化曲線學(xué)和工程計算領(lǐng)域?qū)懈鼜V闊的應(yīng)用前景。開關(guān)磁阻電機具有非線性飽和磁路、非線性主電路及非線性控制策略的特 點，因此得到盡可能準(zhǔn)確的非線性磁化曲線族空=甲(瓦i),是對開關(guān)磁阻電機進 行全面分析、控制的基礎(chǔ)。應(yīng)用ANSYS分析得到的結(jié)果，對后續(xù)工作有極大的理 論價值。3.2定、轉(zhuǎn)子極弧的確定獲得盡可能小的最小電感Lmin ; 減少漏磁；保證必要的繞組空間；啟動性能好；盡可能大的輸出轉(zhuǎn)矩。選擇定子極弧寬度Ps、轉(zhuǎn)子極弧寬度Pr的要求為：(1)(2)(3)(4)(5)從啟動特性角度出發(fā)，要求在任意轉(zhuǎn)子位置都

23、有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩。這就必須使P >2兀/qNr，以保證各相轉(zhuǎn)矩波形有一定的重疊，使電動機在任何位置都 能可逆啟動。因此，定子極弧寬度越大，重疊區(qū)間越大，啟動性能越好.但是PrTs(3.2)max式中rs為定子槽寬(弧度)，Ts=2和Ns為定子極距，q為電機的相數(shù)。當(dāng)定子 極弧寬度Ps增大，定子槽寬rs就減小，繞組空間就減小了，因此，Ps的增大要受 (3)的限制。從前面章節(jié)輸出轉(zhuǎn)矩條件看，當(dāng)最大磁導(dǎo)Amax和最小磁導(dǎo)幾min保持不變時，相磁鏈屮max越大，輸出的機械能也越大。而屮max ='max Nep，當(dāng)定子磁通 密度Bs和電流密度J 一定時，可以說屮max與定子極弧寬度和定

24、子槽寬的乘積成 正比。對齒、槽數(shù)一定的三相電機而言，Ts是一個定值，因此，當(dāng)Ps = rs=0.5j 時，輸出平均功率最大，鐵心利用率最高。綜合上述分析，可以得到定子極弧的取值范圍為兀q(qT)is<P <-q(3.3)湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)相應(yīng)地，轉(zhuǎn)子極弧的取值范圍為(3.4)根據(jù)SRD電動機參數(shù)優(yōu)化研究表明：定子、轉(zhuǎn)子極弧寬度的取值盡可能在Ps =（0.30.42凡與 Pr =（0.91.4） Ps 范圍內(nèi)。3.3主要尺寸與電磁負(fù)荷的關(guān)系電機的電磁負(fù)荷是指電機的電負(fù)荷A和磁負(fù)荷它們與電機主要尺寸的確定直接相關(guān)，并影響到電機的運行特性、效率、溫升等，是電機設(shè)計中的重要

25、參數(shù)。SR電機由于是雙凸極結(jié)構(gòu)，應(yīng)從等效的意義上去看待其電磁負(fù)荷。電負(fù)荷A是指電樞圓周表面每單位長度上導(dǎo)體中的總電流，SR電機電樞直(3.5)(3.6)徑指定子內(nèi)徑，故定義電負(fù)荷（A/m）為兀Dsi式中I -繞組電流的有效值（A）;DSI 定子內(nèi)徑（m） 0由于氣隙很小，亦可用轉(zhuǎn)子直徑Da。取代Dsi則八qNpJA =兀Da繞組電流有效值可寫為式中T(3.7)一個電流周期的時間；im 實際電流峰值；ki峰值電流系數(shù)，與電流波形有關(guān)。對不同結(jié)構(gòu)、容量SR電機的大量實際計算表明，額定工況下，關(guān)斷角日off =9on 繞組電流系數(shù)Ki =0.480.52，一般取Ki =0.5。在手工核算電機性能時，

26、由于 巳磁化曲線比日hr磁化曲線更容易計算，因此 將用理想方波電流和 6、日a，磁化曲線計算電磁轉(zhuǎn)矩。理想方波電流定義為 氏ff =Ta、日off的方波電流，它與實際電流波形等效的原則是電流有效值相等。設(shè)在理想方波電流幅為im，則T *21 *定1 mdtpM*2m(3.8)由于SR電機存在主開關(guān)管導(dǎo)通時電源向勵磁繞組供電和主開關(guān)管關(guān)斷時勵 磁繞組儲存能最續(xù)流返回電源的兩種過程， 返還電源的這部分能量不包含在電磁 功率中，故定義SR電機每相繞組一個開關(guān)周期的負(fù)荷系數(shù)為Kdf"c(3.9)21則電磁功率可寫為(3.10)Pem = qeai aK d式中ea，ia 相繞組中的感應(yīng)電動勢

27、和電流。 q電機的相數(shù) U繞組端電壓。忽略繞組電阻，由電壓平衡方程式(2.12)，有(3.11)空=UQm Q c一般日off =Thr。電機的SR電機磁負(fù)荷其中O =2兀n/60,最大磁鏈空m出現(xiàn)在關(guān)斷角eoff位置，磁負(fù)荷是指氣隙的平均磁通密度。由于磁路不均勻，這使得的表述很困難。從SR電機一相繞組通電時的磁場分布可知，每極主磁通均 處于一個轉(zhuǎn)子極距的范圍內(nèi)，故定義磁負(fù)荷為式中*(3.12)6ff位置下的每極主磁通；Tr 轉(zhuǎn)子極距； 怙一一電樞計算長度。需注意的是，考慮SR電機雙凸極結(jié)構(gòu)和端部磁場，電樞計算長度 怙要比直 流電機、交流電機復(fù)雜得多，它與定、轉(zhuǎn)子位置有關(guān)。確定電機磁負(fù)荷后就可

28、以 將最大磁鏈表示為B右的函數(shù)。JI瞥 m=N pW=N ph.d-%(3.13)將式(3.9),與(3.10)代人式(3.8),整理得(3.14)當(dāng)采用原先電機設(shè)計常用的高斯-厘米制單位，而Pem采用KW時，則(3.15)品6.1X1011 ki PemDa l A &BA km n式(3.14)、式(3.15)與普通直流或交流電機設(shè)計中的輸出方程非常相似。如果去掉電流系數(shù)ki、km,則等同于極弧系數(shù)為1的直流電機輸出方程。事實上，當(dāng) SR電機工作于固定Qoff、氏n，電流不斬波的工況下，其機械特性與他勵直流電 機機械特性的性質(zhì)是一致的。式(3.14)或式(3.15)是決定電機主要尺

29、寸的依據(jù)。正比于轉(zhuǎn)子鐵心的圓柱體積，由于電機的結(jié)構(gòu)尺寸之間具有一定的比例關(guān)系，所以此Dfg亦正比于整個電機的體積。SR電機的磁負(fù)荷，與定子勵磁極中的平均磁通密度Bps，具有一定的關(guān)系。(3.16)設(shè)主磁極的漏磁系數(shù)為b，則Bpsbp s1 Fe式中bps 定子磁極的極身寬度； lFe 有效鐵心長度。聯(lián)立式(3.12)、式(3.16)貝U(3.17)bpsl Fe Bps 叫G理論研究和實踐表明，常規(guī) SR電機與相同機座號的異步電機額定輸出轉(zhuǎn)矩 相當(dāng)，單位轉(zhuǎn)子體積所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩略高于異步電機， 在許多的實際設(shè)計和應(yīng)用中， SR電機采用了異步電機的機座，因此電負(fù)荷 A可參照異步電機的選取條件和選 取

30、范圍來決定。對中小型SR電機，電負(fù)荷A的取值范圍為A=1500-50000A/m。3.4主要尺寸的確定主要尺寸指定子鐵心外徑Ds、轉(zhuǎn)子直徑Da以及鐵心長度la。首先考察鐵心 長度與轉(zhuǎn)子直徑的比值 兀，定義(3.18)A的大小對電機的性能指標(biāo)和經(jīng)擠指標(biāo)是有影響的。 當(dāng)A值較大時，電機比較細 長，電樞繞組的端部長度占整個繞組的比例較小， 從而用銅量較省，細長的鐵心 也將使端部磁場影響減弱，使采用二維模型計算的磁化曲線誤差 ，電機的轉(zhuǎn)動慣 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）量較小，有利于電機的起動和調(diào)速；電機內(nèi)部通風(fēng)條件變差。反之，當(dāng) A值較小 時，電機比較粗短，其特點與值較大時相反。參照中小型交流電

31、機的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，A值一般為A =0.5-3.0對于SR電機，一個典型的取值為Z=l。由第下章中研究知道，SR電機的銅損耗約占總損耗的一半，因此電磁功率Pm可按下式進行估算(3.19)選取定、轉(zhuǎn)子極數(shù)，相數(shù)，電磁負(fù)荷A、，3.13確定電機轉(zhuǎn)子外徑Ds。和鐵心長度la。a ,根據(jù)已完成的相當(dāng)大范圍的各種規(guī)格、功Da/Da =0.4-0.7 ,最常用的設(shè)計比例為式中Pm 額定功率： n額定效率； 由額定參數(shù)計算電磁功率， 電機細長比兀后，即可根據(jù)式SR電機定、轉(zhuǎn)子外徑的比值Da/D 率產(chǎn)品統(tǒng)計，其合理的比值范圍為 Da/Da =0.5-0.56,比值的確定取決于定、轉(zhuǎn)子極數(shù)，運行要求。3.5其他參數(shù)的

32、確定SR電機電源可以直接采用直流電源，或采用交流經(jīng)整流得到的直流電源。如為工業(yè)驅(qū)動應(yīng)用，通常采用單相或三相交流電源整流。設(shè)UD為全波整流后的直流電壓（未考慮電容濾波作用），則2屈3.5.1繞組端電壓(3.20)Ud_/兀U2 （單相全波整流與三相全波整流） 愕如2式中U2 交流電源的相電壓。根據(jù)功率交換器的不同結(jié)構(gòu)形式，繞組電壓U分別為U=UD，U =Ud/2實際路中, 由于電容濾波器的存在，電壓較上式計算結(jié)果高一些。3.5.2轉(zhuǎn)子軛高轉(zhuǎn)子軛高her應(yīng)保證軛部鐵心出現(xiàn)最大磁通密度時不會過飽和的情況，為此應(yīng)取her二bpr/2。由于考慮到存在兩相以上繞組同時導(dǎo)通的情況，軛高較好的取 值一般為(3

33、.21)bprhe.%根據(jù)經(jīng)驗取值在不影響轉(zhuǎn)軸強度情況下，her還可取得更大一些。3.5.3轉(zhuǎn)子的軸徑在轉(zhuǎn)子外徑Da，氣隙g、gi。和轉(zhuǎn)子軛高her確定后，軸徑Di = Da -2© -g) -Zher(3.22)23需注意的是，軸徑Di不能太小，否則會影響到機械強度，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子振動和動偏 心、電機噪聲增大。如有必要，應(yīng)校核轉(zhuǎn)軸的撓度、臨界轉(zhuǎn)速和強度。但軸徑不 宜過大，在保證機械強度的前提下，取適當(dāng)?shù)妮S徑，以提供較大的 gj和her， 般(3.23)Di =(0.40.5)Da3.5.4定子軛高和選取轉(zhuǎn)子軛高her 一樣，定子軛高hes應(yīng)保證軛部鐵心出現(xiàn)最大故定子軛高 的取值是(3.2

34、4)hes =(1.2 1.4)號較大的hes有利于抑制電機的振動和噪聲。取hes = her時，可以最大限度的降低電 機的噪聲和振動，還可以考慮采用方形或多邊形沖片結(jié)構(gòu).尤其是在無外殼的情 況下。3.5.5定子的槽深為提供較大的繞組空間，采用大的導(dǎo)線截面以減小電機銅損耗，定子槽深ds 應(yīng)盡可能大。當(dāng)定子外徑Ds，轉(zhuǎn)子外徑Da和定子軛高確定后，定子槽深ds可以 由下式得到1ds =5(Ds -Da -2g-2hes)(3.25)3.5.6氣隙湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)(3.26)氣隙主要包括第一氣隙g和第二氣隙gi。g是指定、轉(zhuǎn)子齒極軸線重合時兩 極面之間空氣隙的距離，它的大小直接影響最

35、大電感Lmax值。第二氣隙gi是指定 子齒極軸線與轉(zhuǎn)子齒極間中心線重合時，定子齒極表面到轉(zhuǎn)子槽底的距離，即gi =g +hcr要想獲得最大的輸出轉(zhuǎn)矩，要求 SR電動機的定子繞組電感值應(yīng)隨轉(zhuǎn)子位置 的改變產(chǎn)生盡可能大的變化，這就要求盡可能減少第一氣隙長度g。g的大小主要受到制造和裝配工藝的約束，但考慮到g對SR電動機振動和噪聲的影響，g不 可能取得很小。一般以等于或略小于同容量籠型感應(yīng)電動機的氣隙長度為宜。3.6分馬力開關(guān)磁阻電機電磁設(shè)計實例7.5kw380v(交流)1500r/mi n0.88200-2000r/min,其中 200-1500r/min 為恒轉(zhuǎn)矩特性,1500-2000r/mi

36、n為恒功率特性連續(xù)運行給定數(shù)據(jù) 功 率 電源電壓 額定轉(zhuǎn)速 額定效率 調(diào)速范圍運行方式4相8/6極結(jié)構(gòu),(3.27)絕緣等級1.相數(shù)、極數(shù)和繞組端電壓本電機為工業(yè)調(diào)速驅(qū)動應(yīng)用，采用 功率變換器主電路選用每相一個主開關(guān)管的裂相式電路(l)相數(shù)q =4定子極數(shù)Ns =8轉(zhuǎn)子極數(shù)Nr =6繞組端電壓UU =1.1蟲=1.1 咒乂狂型V =280V2式中，1.1是電容濾波器的存在導(dǎo)致電壓升高的系數(shù)。2.主要尺寸的選擇主是尺寸可以由Y-132M4型異步電機“類比”設(shè)計。本算例的設(shè)計由輸出方程開始。電磁功率PmPem =Pn 丄"=7.5 J +0.88kW =8.01KW2口2x0.88細長比

37、兀取A =1.2.電磁負(fù)荷初選值a'、B§，取(3.28)(3.29)(8)轉(zhuǎn)子外徑DaD；(1. 0 一 Da =空.B§A km n(3.30)(9)(10)Da6卞0.5_3V 1.05x1.2x0.4x28000咒 0.8鐵心疊長lala =aDa i. 2 1 fhm =定子外徑Ds，由表3.1，取1 mm 6(3.31)Ds = Da/0. 53 113/mm53mm1 3. 2(3.32)為利用 丫-132M機座，取 Ds =210mm 則 DD 0.5383.其他結(jié)構(gòu)尺寸及繞組匝數(shù) 氣隙g取g = 0.4mm . 定、轉(zhuǎn)子極弧 定、轉(zhuǎn)子極寬(11)(

38、12)(13)Ps，Pr 取 Ps=21Pr=23 bps ， bprbp s =(DsP21+2g)sin=(113 + 2x0.4)xsin 耳2 2mm =20.74mm(3.33)A =28000A/m, BO/OT27(3.34)(3.35)bp c=DaSi上=1135空 mm=22.53mmp 2 2(14)第二氣隙gibps 20 74gi 盲=T"mm"0.37mmg>20g(15)定，轉(zhuǎn)子軛高her，hcs(3.36)bps20.74hcs =1.3=1.3xmm = 13.48 mm2 2her=1.3如=1.3xmm =13.48mm =1.4

39、空mm = 15.77mm2 2 2(3.37)(16)軸徑DiDi = Da 2© g) 2hcr(3.38)= 113-2x(10.37-0.4) -2x15.77mm = 61.5mm(17)定子槽深ds1 r2hcs)(3.39)1(18)= -x(210 -113-2x0.4-2>d3.48)mm =34.62mm電機尺寸總結(jié) 鐵心截面圖如4.6示，結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)工程設(shè)計特點作了圓取平行轉(zhuǎn)子極結(jié)構(gòu)。圓整后的電機尺寸匯總見表4.1(19)有效鐵心長度lFelF - KFela(3.40)= 0.93%135.5mm =126mm(20)轉(zhuǎn)子極距TrJIS 十 59.17m

40、m(3.41)(21)控制參數(shù)額定轉(zhuǎn)速下的預(yù)取 開通角湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）關(guān)斷角導(dǎo)通角日 on =£u =0丄聲一23）2 6= 18.5° =0.323rad(3.42)(3.43)孔=日0丁 日 oi18."5 = 0. 323(3.44)（22）每相繞組串聯(lián)匝數(shù)N ph取Bps=1.6T,重新校核B。Nph2b唸00T T. 6 T 0. 4 5 13.45)3.04Ngn BDala(3.46)293.04x6x280x0.3234.對齊位置和不對齊位置磁化曲線計算（24）對齊位置磁化曲線見圖5.電流及轉(zhuǎn)矩計算（25）額定電磁轉(zhuǎn)矩Tem381N

41、.m=51N.m2兀 X1500/60（26）額定電磁轉(zhuǎn)矩Tem所需的理想方波電流幅值1：在圖4.7中磁化曲線中，當(dāng) I* =13.6J，磁共能，電磁轉(zhuǎn)矩m丿丿NaNr4兀Temw' =x13.61N.m=52N.mATem4兀(3.48)匝=152匝1500X0.451% 0.113% (10.5X0.1355)無論對齊位置0a，和不對齊位置0u， 手工計算磁化曲線都很繁瑣，宜編制程序由計算機完成。（23）不對齊位置電感 Lu由程序計算得Lu =0.00918H .3.7Tem(3.47)表3.1電機尺寸總匯湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)定子外徑Ds/mm210轉(zhuǎn)子極弧(/(。)2

42、3轉(zhuǎn)子外徑Da/mm113疋子軛咼hcs/mm13.5鐵心疊長la/mm135.5轉(zhuǎn)子軛高 hcr/mm15.75氣隙g/mm0.4軸徑Di/mm50第二氣隙gi/mm16.15定子槽深ds/mm34.6定子極弧Ps/(。)21(27)繞組電流有效值(3.49)=1 9 .A(28)實際電流峰值imim亍1二 1 9.0. 589. 6A(3.50)336.繞組設(shè)計(29)定子極間窗口面積Sw，如圖4.8所示，有Sw =陛2X822(3.51)-0.0135)2 +1".02.74 0.03462咒28".93 0.135m=:冷(2；0 -13.5)2 T1：3 +0.4

43、)2-120.74X34.62mm2=649.2mm(30)導(dǎo)線規(guī)格、導(dǎo)線截面積Sa。和槽滿率K,預(yù)取電流密度j'=5Amm2，則c I 19.8Sa 一 =一J 5每槽導(dǎo)體凈截面積1SGu - 2 N phQ槽滿率kmm2 = 39.6mm2(3.52)1 2 2=15 39.4mm = 299.44mm2(3.53)(3.54)噲益"46(31)電流密度J(3.55)I 19.822J=A/ mm s：5A/mmSa 3.94(32)繞組平均匝長度lavMg HAHJIf.侔J1II3.8圖勵磁繞組圖 3.7 磁化曲線及磁共bw =(Da +2g)sin 喬-加psNs

44、2(3.56)= (113 + 2 X 0.4)sin 蘭1X 20.74mm = 33.2mm8 2a=bps +bw =(20.74 + 33.2)mm = 53.9mmb=la +25 + " =(134.5+10+33.2)mm=178.7mm(3.57)(3.58)r =5 +-bw =21.6mm2(3.59)lav=2la+2(b PS-2X5) +2 巧= 135.(20.74 10) +2兀 X21.61mm = 428.2mm(33)每相繞組導(dǎo)線的總長度(3.60)湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)I = N phlav = 152x0.4282m = 65m(34

45、)每相繞組電阻Rp(3.61)7.參數(shù)計算l65Rp =0.0217 394° =0.358°(3.62)(35) 銅重 GguGgu =qSal X8.9x10'=4x3.94x65x10'x8.9x10，kg =9.1kg (3.63)(36) 定子鐵心體積VsFe1 氣1VsFe -(y)2-(y-hcs+qbpsdsZNe(3.64)雹02120 211Sw = -(-0.0135)2 + X0.02.74x0.03462x2x8x0.93x0.135m3 2X8222= 2.824x10'm2 =2.824x106mm2(3.65)(37)

46、轉(zhuǎn)子鐵心體VRFeVRFe1 兀Di2 Di 21訊廠亍(才 +hcr)2-(寸)2十尹 pr(gi -g)沢 2NrlFe(3.66)VfRFe2=走(005+0.01575)2 0 +；10.02253(0.01615-0.0004)20.93咒 0.1355mm2=6.783咒1053= 6.783X105m3(38)鐵心重GFeGFe= (VsFe +VRFe)x 7.8X10上(3.67)=(2.824X 106 + 6.738X 105 )咒 7.8咒 10"kg = 27.3kg(39)電負(fù)荷A4"5"198Am = 33672Am沢 Ds(0.11

47、3 + 0.00042)(40)銅耗PGuPGu =ql2R p =4X19.82x0.358w=0.56kw(3.68)電機利用系數(shù)K7.5X103(3.69)3.7電磁設(shè)計例小結(jié)本算例詳細給出了由輸出方程完成 SR電機結(jié)構(gòu)尺寸、繞組匝數(shù)確定的全程。 由于輸出方程引人了電流系數(shù)，使之應(yīng)用更可靠實用。與傳統(tǒng)電相比，SR電機存以下顯著特點：(1)即使在結(jié)構(gòu)尺寸、繞組匝數(shù)、端電壓、線規(guī)確定之后，其電磁轉(zhuǎn)矩控制 參數(shù)相關(guān)。繞組匝數(shù)對最小電感值影響較大，從而影響電流峰值和電磁轉(zhuǎn)矩的計(2) 電磁轉(zhuǎn)矩由屮-i軌跡包圍的磁共能面積決定，磁化曲線族由不同位置 的曲線組成，磁路不均勻，計算工作量大、困難。存在

48、恒轉(zhuǎn)矩區(qū)、恒功率區(qū)的調(diào)速范圍。 效率計算困難。(3) 算。(4)(5)因此，SR電機應(yīng)采用計算機輔助設(shè)計方法，才可能完成調(diào)速范圍計算、效 率計算調(diào)整電機參數(shù)等。本算例假定點時非線性方法計算結(jié)果見表3.23.8優(yōu)化設(shè)計3.8.1目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)根據(jù)設(shè)計要求有多種選擇，如采用單位輸出功率所耗用的有效材 體積作為SR電機優(yōu)化問題的基本目標(biāo)函數(shù)：(3.70)min f(X) = Dal式中 X 珂 DsDalsN phPsPrhCshcrT 輸出功率當(dāng)取定P2為額定輸出功率時，目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為使.電機體積最小；當(dāng)保持(D2la) 不變時，目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為使電機輸出功率最大。表3.2設(shè)計例題非線性方法計算結(jié)

49、果 4.5PGu482W P廠em8252WBpr1.56T37湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)日off18.5"PFe281Wn0.8936.14AP126WJi m廠fw48.4A/ mmI19.08APs62WBps1.68TTm52.5N.mPin8734WBcs1.3T2Bcr1.11T3.8.2優(yōu)化變量取對SR電機性能影響較大的8個參數(shù)作為優(yōu)化變量：X "DsDalsN phPs仏hcrT(3.71)式中Ds定子外徑； Da 轉(zhuǎn)子外徑； ls 鐵心長度； Nph 每相繞組匝數(shù);herPs 定子磁極極??； Pr 轉(zhuǎn)子磁極極?。?hcs 定子軛高； 轉(zhuǎn)子扼高。3.8

50、.3約束條件SR電機的主要約束條件有：(1) 定子繞組電流密度Jgu Jgu主要用以約束電機的溫升和銅耗，考慮到 集中在定子和雙凸極結(jié)構(gòu)特點，散熱性比較好，因此電流密度較傳統(tǒng)電機可取得 高一些，可取Jgu蘭6.oAmm2。(2) 定子極最大平均磁通密度Bps Bps愈大，電機鐵耗愈大，但重量卻因截 面積的減小而降低。從SR電機損耗分布看，鐵耗并不占主導(dǎo)地位，電機穩(wěn)態(tài)運 行時磁通密度也不是常數(shù)，因此 Bps,可取得大一些，在取值時還應(yīng)考慮疊片材 料磁特性的影響，取Bps，.8T。(3) 定子軛最大平磁通密度Bcs 考慮到鐵心軛部的結(jié)構(gòu)強度，取Bcs蘭1.5r。輸出功率P 優(yōu)化點下的輸出功率應(yīng)大于

51、或等于額定輸出功率 PN B >PN 。由于SR電機的功率-轉(zhuǎn)速特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)、恒功率區(qū)和自然特性區(qū)三部分組成，因此輸出功率的約束不能只考慮優(yōu)化點，還必須兼顧第1工作點和,只2 X Pn。Ps為保證電機具有正反兩個方向的自起動能力，取第2作點。Pni>PN(5) 定子極極弧P >4兀/Na Nr。(6) 轉(zhuǎn)子極極弧(7) 效率n 在優(yōu)化過程中，所計算的n是電機本體而不是整個系統(tǒng)的效率， 因此需將用戶要求的系統(tǒng)效率折算為電機效率，用 m表示，則n>nm。3.9 SR與其他電機的有關(guān)比較3.9.1 SR與步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)的比較從結(jié)構(gòu)及運行原理上看，SR電動機與具有大步進角

52、的反應(yīng)式步進電動機十 分相似，因此有人誤以為SR電動機即是步進電動機，并由此推斷SR電動機有相 當(dāng)大的轉(zhuǎn)矩脈動。其實不然，因為步進電動機的設(shè)計要求是輸出較高的位置精度 和高的轉(zhuǎn)矩與位置的變化率，而 SR電動機的設(shè)計要求則為變速驅(qū)動，有平滑的 轉(zhuǎn)矩變化，顯然兩者的設(shè)計目標(biāo)及方法均存在差異；另外，SR電動機的控制方式和運行特點與步進電動機亦有較大區(qū)別，這表現(xiàn)在如下幾個方面：An圖3.9主開關(guān)觸發(fā)邏輯信號D(1)步進電動機一般用作定位，它將數(shù)字脈沖輸人轉(zhuǎn)換成模擬運動輸出， 對 步進電動機系統(tǒng)而言，軸的運動服從電源的換相，轉(zhuǎn)子在定子磁極軸線間步進旋 轉(zhuǎn)；而SR電動機則用于調(diào)速傳動場合，始終運行在自同步

53、狀態(tài)，電源的換相取 決于轉(zhuǎn)軸的位置。這就與通常的位置開環(huán)步進電動機系統(tǒng)不同，SR%有檢測轉(zhuǎn)子位置的環(huán)節(jié)實現(xiàn)位置閉環(huán)的控制，控制器根據(jù)轉(zhuǎn)子位置向功率變換器提供對應(yīng) 的勵磁觸發(fā)信號，保證電動機連續(xù)運轉(zhuǎn)，從而可避免步進電動機可能出現(xiàn)的失步現(xiàn)象。(2) SRD可控因素較多，既可調(diào)節(jié)每相主開關(guān)器件的起始導(dǎo)通角、關(guān)斷角也 可采用調(diào)壓或限流斬波控制，調(diào)速方法靈活，易于構(gòu)成性能優(yōu)良的調(diào)速系統(tǒng)，并 可運行在發(fā)電狀態(tài)；而步進電動機只作電動狀態(tài)運行，一般只是通過調(diào)節(jié)電源步 進脈沖的頻率來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。392 SRD與異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的比較電動機方面的比較SR電動機較異步電動機堅固、簡單，其突出優(yōu)點是轉(zhuǎn)子 上沒有任何繞組，因此不會有異步電動機由于籠型轉(zhuǎn)子所引起的鑄造不良、疲勞故障及最高轉(zhuǎn)速的限制等問題；在定子方面，SR電動機亦特別簡單、堅固，只有 集中繞組，雖然，SR電動機通常裝有位置檢測器，但總的說來，SR電動機較籠型異步電動機的制造成本低，制造難度小。逆變器方面的比較就簡單性和成本而言，SR電動機功率變換器總體上較異步電動機pwr變頻器略占優(yōu)勢。如前所述，SRD一個極為有利的特點是相電流單 向流動，與轉(zhuǎn)矩方向無關(guān)，這樣每相可做到只用一個主開關(guān)器件即可控制系統(tǒng)實 現(xiàn)四象限運行，而異步電動機PW變頻器每相