开关磁阻电机会取代直流电机与永磁同步吗?
来源:YE3系列三相异步电动机    发布时间:2024-11-23 05:32:16

  开关磁阻电机(Switch Reluctance Machine,SRM)是一种新型调速电机,相比别的类型的驱动电机如直流电机、异步电机、永磁同步电机,开关磁阻电机的中转子无永磁体材料和绕组,结构最为简单。目前正慢慢的变成为电动汽车驱动电机未来的发展方向。

  定子铁芯一般是由硅钢片叠制而成,采用凸极结构方便在定子凸极上绕有线圈,即定子绕组,把径向相对的两个绕组串联成一个磁极(即一相),用来向电动机提供工作磁场,下图所示电动机共有3相6个定子绕组,再结合转子的4个极数,该电机被称为三相6/4结构。

  转子则是由转子轴和转子铁芯所组成,转子上没有绕组,也没有永磁体,转子铁芯采用凸极结构,工作时负责为磁场提供磁通路。如果增多电动机的相数和极数,则能减小电机输出转矩的脉动,提高电机在低速运行下的平稳性。

  磁阻电动机是运用磁阻最小原理产生转矩,故称为磁阻电动机,由于线圈电流通断、磁通状态直接受开关控制,也被称为开关磁阻电动机。它的运行遵循磁阻最小原理,即: 磁通总要沿最小路径闭合,转子凸极轴线总趋向于电子产生磁通轴线对齐。

  当定、转子齿中心线不重合,磁导不为最大时,磁场就会产生磁拉力,形成磁阻转矩,使转子转到磁导最大的位置。向定子各相绕组中依次通入电流时,电机转子将一步一步地沿着通电相序相反的方向转动,以使相近转子极轴线旋转到与定子的电励磁轴线相对齐位置,由于其“对齐”趋势使磁阻电机产生特有的有效电磁磁阻转矩。

  开关磁阻电动机驱动系统由开关磁阻电机、功率变换器、控制器和检测器四个部分所组成。以三相6/4极开关磁阻电动机为例, U、V、W三相线控制电流通断,功率变换器向开关磁阻电机绕组输出周期性脉冲电流,驱动电机运行实现各种控制,对比异步电机的PWM变频器驱动更简单、可靠。

  开关磁阻电机具有结构相对比较简单、输出力矩大,可靠性高,起动制动性能好,运行效率高,成本低等优点,其功率变换器电路简单,可以在宽广的速度和负载范围内运行,起动电流小,启动转矩矩大,冗错能力强,在缺相情况下仍能可靠运行。

  缺点主要有输出扭矩脉动,工作时振动与噪声较为严重,功率开关元件关断时电机定子绕组端部及开关器件上产生较高的电压尖峰。另外,齿极所受径向磁拉力的变化,易引起了定子铁心的变形和振动。

  本控制管理系统以永磁式直流力矩电机为对象,其额定工作电压为27 V,堵转电流为5 A,最大转速为900 r/min。 控制系统硬件平台采用ATMEL公司的Atmega128单片机和ALTERA公司的EPM7128系列CPLD芯片以及直流电机控制芯片HIP4080。在硬件平台上运行电机转动角度和速度的控制程序,实现高精度控制,并在PC机界面上观察电机状态。该系统具有精度高和通用性良好等特点,在性价比方面有很大优势,能应用于教学实验。 1 控制管理系统的硬件设计 1.1 系统硬件结构 本系统主要由微控制器外围电路、旋转编码器信号检测电路和电机驱动电路构成。系统的硬件结构如图1所示。电机的控制逻辑由Atmega128实现。单片机采集

  高精度数字控制系统 /

  1 引言 无刷直流电机既具有交流电机结构相对比较简单、运行可靠、维护方便等优点,又具有直流电机运行效率高、无励磁损耗、调速性能好的特性,因此在各行业中的应用日益广泛。无刷直流电机是一种特殊的永磁同步电机,传统的无刷直流电机大多数采用位置传感器确定转子位置,并据此控制驱动电路换相。由于位置传感器的存在,增加了电机体积和成本,降低了电机可靠性,限制了某一些场合的应用。 本文给出一种基于反电动势过零点检测法控制无刷直流电机的实现方法,该方法所需硬件简单。软件功能强大。 2 无刷直流电机的结构 无刷直流电机由电机本体、转子位置检测电路以及电子开关电路3部分所组成。其示意图如图1所示。 电子开关电路最大的作用是控制电机本体定子各相绕组的通电

  无刷直流电机的有位置传感器控制很多,但是无霍尔闭环控制在Simulink中很少见,通过对Simulink模型的认识,您将对无霍尔控制理解更加深刻 永磁同步电机的经典矢量控制也是常见,但是在Simlink中基于MTPA查表法也很少见,同样通过对永磁同步电机MTPA的实际模型,加入Simulink中,对实际电机性能和控制,您将有一个质的飞跃 总之,该两个模型比较实用,你值得拥有,模型结构及结果详情如下各种图片 Simulink的无刷直流电机BLDC无霍尔控制如下图 永磁同步电机MTPA查表法控制如下图:

  BLDC无位置闭环控制 /

  由于其紧凑性和高扭矩密度,永磁同步电机在许多工业应用中得到了广泛的应用,特别用于高性能驱动系统,如潜艇推进系统。永磁同步电机无需使用滑环进行励磁,以此来降低了转子的维护和损耗。永磁同步电机效率高,适用于高性能驱动系统,如工业中的数控机床、机器人和自动生产系统。通常,永磁同步电机的设计和构造必须同时考虑定子和转子结构,以获得高性能电机。 永磁同步电机的构造 气隙磁通密度:根据异步电机设计等确定,永磁转子的设计和使用开关定子绕组的特别的条件技巧此外,假设定子为开槽定子。气隙磁通密度受到定子铁芯饱和的限制。尤其是峰值磁通密度受轮齿宽度的限制,而定子背面决定了最大总磁通。此外,允许的饱和水平取决于应用。通常,高效电机的磁通密度较低,而设计

  的设计和构造 /

  摘要:介绍了应用于光伏水泵系统中的直流无刷电机及其操控方法,利用定子绕组反电势信号,用Motorola公司的MC68HC908JK3ECP单片机实现了对直流无刷电机的控制。实验证明,过零点识别电路简单有效,三段式起动适用于光伏水泵系统。 关键词:光伏水泵系统;直流无刷电机;反电势;过零点识别电路;三段式起动 引言 近年来,随着电力电子器件及控制理论的迅速发展,永磁直流无刷电机以其高效性,良好的调速性,易于维护性而得到了广泛的应用。传统的永磁直流无刷电机往往采用位置传感器来确定转子的位置,这不仅增大了电机的安装体积,增加了成本,而且降低了电机的可靠性。目前,无传感器直流无刷电机一般都会采用三段式起动方式,起动转矩在开始起动时比较小

  电动机是将电能转换为机械能的常用装置,按照工作原理将电动机分为直流电动机和交流电动机。直流电动机具有平滑稳定的调速特性和优良的启动性能,所以在需要频繁启动和速度变化要求比较高的场合如机床、风力发电机、轨道列车、和轧钢场等设备上有广泛应用。但传统直流电机转子换相过程依靠电刷和换向器直接的配合,换相过程会产生火花和电磁干扰,对周围电气设备的电磁兼容造成特别大的影响,同时,电刷属于易耗器件,需要按时进行检查和更换,消耗大量人力资源和原材料的浪费。未解决以上问题,很多专家、学者对无刷直流电机开展大量研究工作。 无刷直流电动机作为机电一体化的典型产品,具有传统直流电动机的调速特性好、运行稳定,又具有交流电动机结构相对比较简单、便于维护的优点,所以在部分领

  的控制器设计 /

  摘要:给出了一种基于89C51单片机以及PWM控制思想的高精度、高稳定、多任务直流电机转速测控系统的硬件组成及关键单元设计方法。实验根据结果得出该系统能实时、有效地对直流电机转速进行监测与控制,而且输出转速精度高、稳定性高。 关键词:PWM;实时监控;单片机;霍尔传感器;转速 0 引言 目前使用的电机模拟控制电路都很复杂,测量范围与精度不能兼顾,且采样时间比较久,难以测得瞬时转速。本文介绍的电机控制管理系统利用PWM控制原理,同时结合霍尔传感器来采集电机转速,并经单片机检测后在显示器上显示出转速值,而单片机则根据传感器输出的脉冲信号来分析转速的过程量,并超限自动报警。本系统同时设置有按键操作仪表,可用于调节电机的转速。 1 系统方案的

  转速测控系统设计 /

  * =======直流电机的PWM速度控制程序======== */ /* 晶振采用11.0592M,产生的PWM的频率约为91Hz */ #include reg51.h #include math.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit en1=P2^0; /* L298的Enable A */ sbit en2=P2^1; /* L298的Enable B */ sbit s1=P2^2; /* L298的Input 1 */ sbit s2=P2^3; /* L298的Input 2 */ sbit s3=P2^4; /*

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