开关磁阻调速电动机毕业设计

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1、开关磁阻调速电动机毕业设计II湖南工业大学本科毕业设计（论文）目录第1章绪论11.1开关磁阻调速电动机发展简介11.2开关磁阻电机的特点21.3开关磁阻调速电动机的研究动向及应用3第2章开关磁阻电机的基本机构及工作原理62.1开关磁阻电机的基本组成环节62.1.1功率主开关器件72.1.2功率变换拓扑电路72.1.3控制器102.1.4位置检测112.1.5电流检测122.2SR电机的工作原理12第3章开关磁阻电机控制策略153.1角度位置控制153.2电流斩波控制153.3电压PWM控制163.4单相起动方式173.5双相起

2、动方式17第4章开关磁阻电机数学模型的建立19II湖南工业大学本科毕业设计（论文）4.1开关磁阻电机的数学模型194.1.1建立模型常用的方法194.1.2SR电机的方程204.2SR电机系统的线性分析224.2.1电感与转子位置角的关系分析224.2.2基于线性模型的绕组电流分析244.3电磁转矩的分析284.4转速的控制284.5基于非线性电感特性的SR电机的数学模型294.5.1绕组非线性电感特性研究294.5.2SR电机的非线性数学模型30第5章开关磁阻电机调速系统MATLAB/SIMULINK仿真345.1SRD调速

3、控制策略的研究345.1.1SR电机的运行特性345.1.2控制策略365.2SRD的仿真研究375.2.1逆变器模型385.2.2SR电机模型385.2.3SRD系统模型395.2.4电流控制器模型405.2.5角度控制模型405.2.6仿真结果与分析41结论43参考文献44致谢45II湖南工业大学本科毕业设计（论文）第1章绪论1.1开关磁阻调速电动机发展简介开关磁阻调速电动机(TheSwitchedReluctanceDrive,以下简称SRD)最早可以追溯到1970年，英国Leeds大学步进电机研究小组首创一个开关磁阻电

4、机雏形。到1972年进一步对带半导体开关的小功率电动机(10W～1kW)进行了研究。1975年有了实质性的进展，并一直发展到可以为50kW的电瓶汽车提供装置。1980年在英国成立了开关磁阻电机驱动装置有限公司(SRDLtd.)，专门进行SRD系统的研究、开发和设计。1983年英国(SRDLtd.)首先推出了SRD系列产品，该产品命名为OULTON。1984年TASC驱动系统公司也推出了他们的产品。另外SRDLtd.研制了一种适用于有轨电车的驱动系统，到1986年已运行500km。该产品的出现，在电气传动界引起不小的反响。在很多

5、性能指标上达到了出人意料的高水平，整个系统的综合性能价格指标达到或超过了工业中长期应用的一些变速传动系统。SRD作为一种新型调速系统，兼有直流传动和普通交流传动的优点，正逐步应用在家用电器、一般工业、伺服与调速、牵引电动机、高速电动机、航天器械及汽车辅助设备等领域。在发展初期，由于具有串励直流电动机的特性，SR电动机较多的是在电力机车上作牵引用，功率从几十千瓦到几百千瓦。SRD的应用范围当然不会仅仅局限于牵引运输。实际上，转速范围为1500～1800r/min的SRD是与由50H/60H电源逆变器供电的异步电动机市场相适应的，

6、而750～3000r/min的SRD则与传统直流电动机市场相适应。另外，SRD在低压、小功率的应用场合大大优于普通的异步电动机和直流电动机。比如，使用SRD驱动风扇，泵类、压缩机等，可在很大速度范围内实现高效率运行，可明显地节能，并在短期内收回成本。经济型小功率SRD也有着广阔的市场。我国大约在1985年才开始对SRD系统进行研究。SRD系统的研究已被列入我国中、小型电机“八五”、“九五”和“十五”科研规划项目。华中科技大学开关磁阻电机课题组在“九五”项目中研制出使用SRD的纯电动轿车，在“十五”项目中将SRD应用到混合动力城

7、市公交车，均取得了较好的运行效果。纺织机械研究所将SRD应用于毛巾印花机、卷布机，煤矿牵引及电动车辆等，取得了显著的经济效益。美国、加拿大、南斯拉夫、埃及等国家也都开展了SRD系统的研制工作。5湖南工业大学本科毕业设计（论文）1.2开关磁阻电机的特点SRD调速系统之所以被越来越多的人所关注，是因为其本身有许多自己的特点和优点：(1)SRM结构简单、优点较多SRM是将电能转化为机械能的装置，有其突出的优点：首先，电机无碳刷和换相器，转子上没有任何形式的绕组，制造成本低且转子的机械强度高，使得电动机可高速运转而不致变形；另外转子转

8、动惯量小，易于加、减速。在定子方面，它只有几个集中绕组，线圈嵌装容易，端部短而牢固，因此制造简便，绝缘结构简单，并且发热大部分在定子，易于冷却；其次，电机转矩方向与相电流方向无关，在宽广的转速和功率范围内均具有高输出和高效率；再次，电机起动转矩大，可靠性高，能适用于危险的环境