第一届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集

开关磁阻电机驱动控制系统研究

尚静，李时伟

（哈尔滨工业大学，哈尔滨１５０００１）

Ｓｈａｎｇ Ｊｉｎｇ，Ｌｉ Ｓｈｉｗｅｉ

（Ｈａｒｂｉｎ

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ １

５０００１）

摘要：本文针对一台３７０Ｗ的四相开关磁阻

心线不重合时，磁路磁阻比较大；此时给定

电机展开驱动控制系统的设计。功率变换器

子磁极绕组通电。就会形成对转子凸极的切

采用一种新型电路，降低了成本。控制器以

向磁拉力，使磁路磁阻交小。按一定逻辑关

ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７作为主控单元，提高了控制精

系切换定子磁极绕组的通电顺序，即可形成

度。在控制策略上，为了减小转矩脉动和噪

连续旋转的力矩。ＳＲ电机的调速功能是由ＳＲ

音，采用了两相导通的方式。

电机转子位置传感器、功率变换器和控制器

关键词：开关磁阻电机；功率变换器；控制

共同实现的。与传统的交直流传动系统相比，

器

ＳＲ电机有许多突出的优点，且其控制器简单、

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｄｒｉｖｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ

ｓｙｓｔｅｍ

ｗｈｉｃｈ

经济，控制方法、控制方式灵活，在交流调

ｃａｎ

ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｓｙｅｔｅｍ ｃｏｓｔ

ｉｓ

ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ

ａ

速领域异军突起，逐步成为当代电气传动领

３７０Ｗ

ｆｏｕｒ

ｐｈａｓｅｓ

ＳＲＭ．Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ

ｈａｌｆ

域的热门课题之一。

ｂｒｉｄｇｅ ｉｓ ｉｔ’Ｓ Ｐｏｗｅｒ

ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７

２系统组成

ｉｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈｉｐ ｉｎ ｔｈｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｎｄ

２．１

ＳＲ电机

ｔｈｅ

ｃｏｎｔｒｏｌ

ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ

ｃｏｕｌｄ

ｂｅ

ｅｎｈａｎｃｅｄ．

Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ

ｅｌｅｃｔｒｉｆｙ

ｔｗｏ

ｐｈａｓｅ

ｌｏｏｐ

ｉｓ

ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ

ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ

ｔｈｅ ｔｏｒｑｕｅ

ｒｉｐｐｌｅ ａｎｄ

ｎｏｉｓｅ．

Ｋｅｙ

ｗｏｒｄｓ：Ｓｗｉｔｃｈｅｄ

Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ

Ｍｏｔｏｒ

（ＳＩｎＤ；Ｐｏｗｅｒ

ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ

１引言

开关磁阻电动机调速系统（ＳＲＤ）集开关

磁阻电动机（简称ＳＲ电机）、现代电力电子技

术与控制技术于一体，是一种新型的机电一

体化交流调速系统，也是当前国内外现代交

流调速领域热门的研究课题，系统组成如图１

所示。

图１ ＳＲＤ系统结构图

开关磁阻电机的工作遵循“磁阻最小原

理’＇－—磁通总是要沿磁阻最小的路径闭合，

因磁场扭曲而产生切向磁拉力，其转矩是磁

阻性质的转矩。当转子极中心线与定子极中

本课题中所研究的电机为８／６结构，即

定子８极，转子６极。定子极上装有集中绕

组，两个径向相对极上的两个绕组连接在一

起，称为一相；转子是由硅钢片叠压制成。

相对鼠笼型注铝或嵌入铜条的感应电机转

子，开关磁阻电机应用于调速系统有许多突

出的优点：

ｌ、电机结构简单、坚固，工艺简单，成

本低，可工作于极高转速：定子线圈嵌放容

易，端部短而牢固，适用于各种恶劣、高温

甚至强振动环境；

２、损耗主要产生在定子，电机易于冷却；

３、转矩方向与电流方向无关，可简化功

率变换器，降低系统成本；

４、功率变换器不会出现直通故障，可靠

性高；

５、起动转矩大，低速性能好，无感应电

机在起动时所出现的冲击电流现象；

６、调速范围宽，可高达２０：ｌ，控制灵

活，易于实现各种特殊要求的转矩一速度特

性；

７、在宽广的转速和功率范围内都具有高

效率；

８、可以实现四象限运行，具有较强的再

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