电动螺旋压力机用开关磁阻电机维护手册

淄博翔讯电器电动螺旋压力

开关磁阻电机调速系统工程手册

淄博翔讯电器有限公司

2013年2月

1.开关磁阻电机系统安装

1.1.电机安装

电动机的安装要求电动机安装的内容通常为电动机搬运、底座基础建造、地脚螺栓埋设、电动机安装就位与校正、以及电动机传动装置的安装与校正等。这里主要介绍一下电动机传动装置的安装和校正，因为传动装置安装的不好会增加电动机的负载，严重时会使电动机烧毁或损坏电动机的轴承。电动机传动形式很多，常用的有齿轮传动、皮带传动和联轴节传动等。

1、齿轮传动装置的安装和校正

（1）齿轮传动装置的安装。安装的齿轮与电动机要配套，转轴纵横尺寸要配合安装齿轮的尺寸，所装齿轮与被动轮应配套，如模数、直径和齿形等。

（2）齿轮传动装置的校正。齿轮传动时电动机的轴与被传动的轴应保持平行，两齿轮啮合应合适，可用塞尺测量两齿轮间的齿间间隙，如果间隙均匀说明两轴已平行。

2、皮带传动装置的安装和校正

（1）皮带传动装置的安装。两个带轮的直径大小必须配套，应按要求安装。若大小轮换错则会造成事故。两个带轮要安装在同一条直线上，两轴要安装的平行，否则要增加传动装置的能量损耗，且会损坏皮带；若是平皮带，则易造成脱带事故。

（2）带轮传动装置的校正，用带轮传动时必须使电动机带轮的轴和被传动机器轴保持平行，同时还要使两带轮宽度的中心线在同一直线。

（3）联轴器传动装置的安装和校正。常用的弹性联轴器在安装时应先把两片联轴器分别装在电动机和机械的轴上，然后把电动机移近连接处；当两轴相对的处于一条直线上时，先初步拧紧电动机的机座地脚螺栓，但不要拧得太紧，接着用钢直尺搁在两半片联轴器上。然后用手转动电机转轴并旋转180度看两半片连轴器是否有高低，若有高低应予以纠正至高低一致才说明电机和机械的轴已处于同轴状态，便可把联轴器和地脚螺丝拧紧。

1.2.控制器安装

1.2.1.控制器使用要求

本系列开关磁阻电机控制器及开关磁阻电机须两者配合使用，任何一种产品不能单独使用。 本系列开关磁阻电机控制器绝对不可连接三相感应电动机或其它电机。

本系列开关磁阻电机绝对不可连接于三相交流电源中或者其它电源中。

本系列开关磁阻电机调速系统不能简单地用于维持生命装置等直接有关人身安全的场合。

本产品是在严格的质量管理条件下产生的，可是若由于本产品的故障预计将引发重大事故或损失的应用场合，则必须设置安全装置，以防万一。

1.2.2.控制器储存与安装注意事项

1.2.2.1.储存

本品在安装之前必须置于包装箱内，若该机暂不使用，储存时务必注意以下事项：

必须置于无尘垢、干燥之位置

储存位置的环境必须在-20到+65度范围内

储存位置的相对湿度必须在0％到95％范围内，且无结露

避免储存于含有腐蚀性气、液体环境中

最好适当包装，放在架子或台面上

控制器如果储存三个月以上后再安装调试，必须通过调压器对控制器进行由0V到380V 慢慢加压进行通电。

1.2.2.2.安装方向与空间

为了使开关磁阻电机调速系统冷却循环效果良好，必须将控制器安装在垂直方向，因控制器有散热装置，其上下与相邻的物品和挡板（墙）必须保持足够的空间，控制器排风口距离屋顶或顶部的距离不得小于200mm,底部进风口距离或柜体底部的距离不得小于100mm.。

1.2.2.3.安装环境

无水滴、蒸汽、灰尘及油性质场所。

无腐蚀、易燃性之气、液体。

无漂浮性的尘埃及金属颗粒。

坚固无振动之场所。

无电磁噪声干扰之场所。

使用环境温度为-10~50度。若环境超过40度以上时，请置于通风良好之场所。

1.2.2.4.控制器防尘

控制器的防护等级为IP20，对灰尘基本没有防护。由于控制器采用的是强迫风冷，因此若空气中含有灰尘，会通过空气的流动带入控制器中。对于普通的灰尘，由于在空气干燥的情况下导电性很弱，不会影响控制器的运行，但是在潮湿或凝露的情况下，也可能会导致控制器的故障，但由于控制器采用的强迫风冷，出现这种问题的可能性很小。

对于导电性粉尘，会随着空气的流动带入控制器内部，吸附在铜牌、电路板及元器件的表面，这些元器件一般带有高压，当导电粉尘在空气中的含量达到一定程度时，就会引起高压放电，导致元器件烧毁，严重的会导致控制器的烧毁。因此控制器必须安装在一个相对干净的环境中，不得有导电粉尘，如果安装环境中尘土，尤其是导电灰尘比较多时，应增加外柜，并对外柜增加防尘过滤设备。

目前电动螺旋压力机场合存在大量的石墨和铁粉等导电粉尘，因此控制器必须加装防尘措施。由于控制器一般装在电控柜中，电控柜比较容易做防尘，因此可以在进风口处加装粉尘过滤网，柜体底部必须密封，电缆的进出可采用电缆紧固头，保证电控柜的密封效果。采用该方式，可以大大减小导电粉尘进入控制柜内部。过滤网必须定期进行清理，以保证控制器及电控柜的散热效果。

电控柜在现场安装时，必须尽量离锻压机远一些，不要正对着锻压机，要放在操作人员的背后，否则在锻打过程中，石墨或铁粉会随着水汽进入电控柜内部，时间长了就会导致控制器的故障。

对于控制柜内的PLC、开关电源等也必须考虑防尘，因为这些部件内部也没有防尘措施，

过多的导电粉尘也会导致这些部件出现故障，运行不正常。

因此电控柜整体防尘，无论对于控制器还是PLC、开关电源、接触器、空气开关等都是至关重要的。电控柜必须要有良好的防尘设计，这样才能保证电动螺旋压力机电气部分工作的可靠性。

由于电机的防护等级为IP44，因此对电机不用采取防尘措施。

1.2.2.5.安装时，对带制动控制器要考虑电阻的散热问题

制动电阻是个发热器件，电机制动时，会把机械能转化为电能通过制动电阻消耗掉。打击次数越多，滑块重量越大，则制动电阻的发热越大。制动电阻必须远离控制器、PLC、触摸屏、接触器、空气开关等元器件，防止制动电阻发热烤坏周边的元器件。制动电阻可以放在电控柜的顶部，也可放在电控柜的外面，通过散热风机进行强制风冷，降低制动电阻的温度，防止制动电阻温度过高而烧毁。

1.2.2.6.接线注意事项

(1) 在接线时要保证导线接头连接的接触电阻越小越好。

●在压接导线时，应将线芯上的氧化层的用刮蚀或其它方法去掉。

●导线连接端子应采用焊接、油压钳冷压接等方式来制作。

●应注意铜铝对接时使用铜铝过渡端子，以防止铜铝之间发生反应。

●接头处容易受力，应保证足够的强度，运行可靠，不得松脱。

(2)线与接线柱大小相匹配，若接线框太大，可将导线回反在线缆上缠绕再进行压接处理。

(3)采用非接线鼻压接的线头，去皮拨出线束后，顺时针打一个与接线柱大小匹配的圆圈进行压接，并要在接线圆圈的附近进行绝缘包扎处理，防止线束的散乱导致短路。

(4)金属软管的使用

●金属软管可以起到保护、防护、屏蔽的作用。

●金属软管防毛刺的措施：软管断口处使用胶带向里翻缠几层。

(5)不同电源、不同电压、不同频率的导线，最好不要穿在同一钢管中。

(6)将软线进行成束整理，不得散乱、有毛刺

(7)电机接线螺丝要压紧牢固，特别是注意接线端子螺丝最里一端螺丝的紧固，以防出现控制器过流现象。

1.2.3.控制器与电机接线

1.2.3.1.控制器与电机动力线连接

拆开SRD控制器的前面板和底部端盖，卸下电机接线端盖，按照前面板标示把控制器和电机的6根动力线一一接好，见下图，

电缆的导线截面积可与三相输入电缆相同，若电缆长度超过 20 米，应适当增大导线的截面积，具体尺寸可与厂家联系。

电机和控制器都要良好接地，如果有条件，建议电机和控制器地要分开连接。

符合GBJ65－83《工业与民用电力装置的接地设计规范》的要求。

接地电阻小于4Ω，接地引线线径应大于或等于三十五平方毫米。

能承受接地故障电流和对地泄漏电流而无危险，接地长期良好、有效。

接地方法：采用接地棒法，即接地棒的材料可用角钢、槽钢、钢管等,接地棒长度为两米五以上,接地棒之间的距离不应小于5米,接地棒多少应根据具体情况而定。实施方法：接地棒垂直埋入地下,埋入深度不小于 0.6米,然后用扁钢相连。

1.2.3.2.位置线的连接：

拆下电机风扇罩，电机的位置信号需通过 5 芯屏蔽电缆与控制器 XS2 端子进行连接，屏蔽层需良好接地。该信号电缆需与动力电缆分开铺设，至少间隔 0.3m 以上。该电缆由厂家提供，用户只需提供所需长度，建议不超过 20m。该电缆与SRD控制器主控板上的 XS2 端子的对应关系为：1—红，2—灰，3—绿，4—黄，5—黑。XS2 与电机侧航空插头的连接关系为：1—1， 2—2， 3—3， 4—4， 5—5。

电机侧接线经检查合格后，再把接线端盖和风扇风罩逐一安装好。

1.2.3.3.制动电阻线连接：

对于具有制动功能的控制器需要接外部制动电阻，采用与输出相同的线缆从控制器上P+、P-分别接到外围电阻的两端，接线无正负之分，如下图.

1.2.3.4. 输入工作电源接线

以上三步接完线后，且确认接线无问题后，再把市电三相380V 接入控制器,输入电源一般在370V 到410V ，过高或者过低都将对控制器产生不利影响，尤其是过高，会对对控制器长期运行可靠性产生不利影响。

1.2.3.5. 设备接地线

1、建议设备接地方式

● 共点接地方式

●

P+ (控制器端子)

P+ (控制器端子) 市电输入 }

制动电阻 }

动力线输出

2、不建议接地方式

● 共点接地方式

● 电机侧接地方式

1.2.4. 正常调试

● 在确定电机和控制器之间连线无问题后，根据相关的说明书进行设置参数，一般根据场

合的不同程序也不同，参数也不同，通常遵循先低速后高速，先空载后加载的调试原则，即：一般先在空载的情况下设定低转速，无问题后；再空载设定高转速；无问题后，再在带负载情况下，设定低转速；无问题后，再在带负载情况下，设定高转速。

● 通常根据场合的不同调试方法也不同，一般在加上负载后，在锻压、龙门刨等具备点动

的场合，在完全接好线后，送上电后，可以采用点动向上和点动向下方式来调试。不具备点动的场合，基本是按照空载低速原则先调试。

2. 开关磁阻电机系统日常维护和检修

2.1. 电机日常维护和检修 2.1.1. 电机日常维护

开关磁阻电机相对于其他调速电机，结构非常简单，日常维护工作比较少，目前开关磁阻电机日常维护主要对：电机轴承、电机位值板、电机的温度、电机输出电流四方面进行维护。

2.1.1.1. 电机温度检测

采用红外温度测量仪进行测量，如果有条件可以每天测量一次，一般电机外壳温度应在80度以下。

2.1.1.2.电机输出电流

采用钳心万用表定期测量控制器A1、B1、C1三相输出，记录电流，正常三相应该平衡，之间误差应在10安以内，如果相差太多，停机进行检查，通常是可能是电机线松动和电机绕组绝缘破坏造成的。

2.2.控制器日常维护和维修

2.2.1.控制器日常维护

控制器需作日常级、定期维护检查，以使控制其运行更稳定更安全。尤其是在终端用户，应当建立专业的维护作业程序，来规范设备维护，增加设备可靠运行时间。

下列项目为必检项目，且必需在驱动板的母线电压指示灯已熄灭，母线电压低于2V时进行.,以免控制器的残留电力伤及保养人员和其它敏感元器件，如：IGBT等。

2.2.1.1.每天定期需要维护项目

1.本日内控制器工作前的维护

●周围环境符合标准规范，建议温度-10~40度湿度85％RH以下，如果超出这个范围

应当想办法改善环境。

●检查三项输入电压是否在要求的电压范围内，（一般电压370V至420V）。

●检查防尘过滤网是否堵塞，如果堵塞请及时清理。

2.本日控制器启动十分钟内的维护

●运行性能符合设备运行要求。

●按移位键，察看控制器散热温度是否恒定，该温度一般应在70度以下（方法察看说

明书）。

3.本日内控制器停机后的维护（该维护应当在控制器停电20分钟后进行）

●采用气枪对控制器进行情理尘土，（该工作一定要一天一次，且是停机后进行，清理

尘土后，半个小时后才能送电运行）。

2.2.1.2.一个月左右需要维护项目

定期检查时，通常讲得是在规定时间内先停止运行，切断电源，取去外盖。

●要检查电机与控制器的连接是否松动，尤其是在锻压设备使用的电机，由于震动比较

大所以容易使连接端子松动。

●从控制器侧拆下输出线（即A1、A2、B1、B2、C1、C2），把控制器的地去掉，然后

用1000V摇表对地，查看是否对地短路；然后再摇相间，看看相间是否短路；最后，把电机侧线拆下，再拿摇表进行同相进行绝缘检测。

●如果控制器外柜是否有防尘过滤网的，如果有请及时拿出进行清洗。

2.3.注意以下的作业项目：

●控制器三相输入电源已断，电源驱动板上的母线电压指示灯已熄灭，用高压直流电压

表测试母线电压须低于2V，才能开始检查工作。

●非指定作业人员不能进行维护更换部件等工作。

●绝不能对控制器进行改造

3.开关磁阻电机系统故障排查和解决方法

3.1.控制器和电机故障类型分类

3.1.1.控制器和电机故障分类

控制器目前具备自检功能，可对控制器和电机进行时时地动态监测，及时的告知用户设备故障，目前控制器共十三种故障，基本涵盖了控制器问题。目前我们在设备运行中主要会碰到E000、E001、E002、E003、E004、E005、E007故障，其他故障很少出现。

⒈E000：控制器接触器未闭合。

⒉E001：散热器过热。

⒊E002：母线过压。

⒋E003：母线欠压。

⒌E004：过流。

⒍E005：位置信号错误。

⒎E006：EEPROM错误。

⒏E007：过载。

⒐E008：A相传感器故障。

⒑E009：B相传感器故障。

⒒E010：C相传感器故障。

⒓E011：转速不可控。

⒔E012：超速错误。

⒕E013：反馈越限。

3.1.1.1.E000故障：内部接触器未闭合

3.1.1.2.E001故障：控制器散热器过热

E002故障：母线过压

3.1.1.3.

3.1.1.

4.E003故障：母线欠压

3.1.1.5.E004故障：控制器过流

3.1.1.6.E005故障：位置信号错误

3.1.1.7.E006故障：EEPROM故障

过载

3.1.1.8.E007故障：

3.1.1.9.E008,E009,E010故障：电流传感器故障

3.1.1.10.E011故障：转速不可控

3.1.1.11.E012故障：超速错误转速超大最大允许转速500r

3.1.1.12.E013故障：反馈越限

3.1.1.13.电机异响

3.1.2.控制器检查方法

3.1.2.1.清理位置板和更换位值板方法

1、第一步，拆下电机风扇罩及风扇：

2、第二步，标记好位置，再安装的时候一定按照该位置安装。

3、第三步，标记好位置后，拆开三个螺丝

拆下三个螺丝4、第四步，标记好位置后，拆开三个螺丝

拆下位置板

5、第五步，如果位置板脏，可以如下图表示处理位值板光电传感器，如果清理后，不起作用，请更换位置板，固定后再进行安装即可。

用棉球沾上

酒精轻擦中

间内侧小孔，

轻擦几遍后，

6、第六步，按照以上步骤重新安装就位，一定要上图中第二步的位置对齐，

然后紧固后，插上位置线，即可。

3.1.2.2.采用定位方式调整位置板（在上面更换位置板的时候，如果忘记了记录位置，则安装

上位置板后，运行回报E005位置错误，则需要对位置重新定位，定位方法如下）

送电后，在控制器面板上进行操作，先按设置键进入参数显示F000，在通过上下键（加速和减速健）进入参数选择，进入F080，然后按确定键设置1999，按确定。进入F080在按上键选择F087，然后选择1，再按确定键。然后按上键进入F088设置为1FF，再按确认键。再进入F098选择0是A相，按确定，然后按设置健，回到初始界面即界面显示0000状态，然后按移位键，等到界面出现PCXXX（即PC010或PC100等）然后按电机正启启动按钮，调整位置板外盖位置，让显示界面在PC001和PC101之间，最好再定位状态用手对轴进行转动，显示界面会在PC001和PC101之间交替变动为最好，确定完位置后，然后按停机按钮，然后把F087设置为0后，返回初始界面后，电机就可以正常启动

3.1.2.3.IGBT 测量方法

1、判断极性首先将万用表拨在R×1K 。挡，用万用表测量时，若某一极与其它两极阻值为无穷大，调换

表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大，则判断此极为栅极（ G ）。

2、其余两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小的一次

中，则判断红表笔接的为集电极（ C ) ：黑表笔接的为发射极（ E ）。

3、在我们的控制器中，IGBT插头的红线是C（集电极），黑线是E（发射极），蓝线是G(栅极)。

4、如果测得显示结果和上表不一致则说明该IGBT损坏，需要更换IGBT

3.1.2.

4.判断电机匝间短路方法

1、先按设置键进入参数显示F000，在通过上下键（加速和减速健）进入参数选择，进入F080，

然后按确定键设置1999，按确定；进入F080在按上键选择F087，然后选择1，再按确定键。然后按上键进入F088设置为2FF，再按确认键。

2、再进入F098选择0是A相，然后按确定，把钳型表卡在A1线上，按正起按钮，记录电

流值，按停机。

3、再进F098选择1是B相，然后按认键，把钳型表卡在B1线上，按正起按键，记录电流

值，按停机。

4、再进F098选择2是C相，然后按确认键，把钳型表卡在C1线上，按正起按钮，记录电

流值，按停机。

5、如果以上记录三个值基本相同，且电流值小于2A，则代表电机无问题；如果某一相，该

值偏差非常大，大于2A，则代表该电机匝间短路。

6、如果还不能确定，你可以用一相（可以用A相、B相、C相其中任何一相）分别来对电机

进行定位，判断是否电流过大。

3.1.3.控制器主要指示灯代表意思

目前控制器主要分主控板和驱动板两块，其中主控板为四方形较小的电路板，驱动板为较大的电路板。

3.1.3.1.主控板指示灯

主控板上六个指示灯，其中六个灯并排三行，从上到下，上面一行两个指示灯代表是A相IGBT工作，中间代表B相IGBT工作，下面一行代表C相IGBT在工作，正常情况下。在电机正常运行的时候ABC三相交替开通的时候，此三对灯是交替闪烁的，如果某一组灯不亮或者是闪烁不正常，通常情况下是驱动板

的IGBT驱动回路出现问题。

3.1.3.2.驱动板指示灯

驱动板上共有10个指示灯

D2：电源直流5V指示灯，正常是亮的，如果该灯不亮，则表示驱动板的5V电源出现问题。

D6：A相下桥指示，该灯正常是常亮，如果不亮，则察看对应保险丝；运行中，如果经常灭一下，则代表该相IGBT或回路出现问题，可以停电后，等待DL1+不亮后，对对应端子进行拔插，察看是否接触不良，如果经过处理后，还无法解决，则IGBT坏，再测量IGBT。以下几个指示灯雷同。

D7：A相上桥指示，该灯正常是常亮

D11：B相上桥指示，该灯正常是常亮

D12：B相下桥指示，该灯正常是常亮

D16：C相下桥指示，该灯正常是常亮

D17：C相上桥指示，该灯正常是常亮

D19：制动指示灯，在电机停止制动时，该灯会亮。

D20：过压和欠压指示灯，该灯在报E002、E003故障时会亮一下，慢闪欠压，快闪过压。

UL1+：该灯亮代表离该灯最近的插头带电，此插头的电源就是电容母线上的电压，该电压一般在直流514V 到直流650V之间。

3.2.目前锻压场合主要出现问题和预防措施

以下我们是根据这几年的维护进行统计，得出以下结果

横向磁场直线开关磁阻电机及其控制系统

横向磁场直线开关磁阻电机及其控制系统 葛宝明1，赵楠1，Aníbal T. de Almeida2，Fernando J. T. E. Ferreira2 (1．北京交通大学电气工程学院，北京市海淀区100044； 2．科英布拉大学电气工程系，葡萄牙科英布拉市3030) 摘要：研究了基于横向磁场直线开关磁阻电机(TFLSRM)、全数字控制器与新型位置传感器的直线电机驱动系统，建立了TFLSRM 数学模型。新型位置传感器利用了TFLSRM次极边极形，无需在次极安装任何元件，改善了系统可靠性。为改善系统性能，在电流环进行了从牵引力到平均电流的非线性转换，在速度环采用离散时间趋近率控制。基于DSP设计了控制器，测试了新型位置传感器与所提驱动系统的动、静态性能。实验结果验证了新型位置传感器与TFLSRM驱动系统的优良性能。 关键词：数字控制、直线开关磁阻电机、位置传感器、横向磁场电机 0 引言 近年来，开关磁阻电动机（SRM）获得了的广泛关注，但无数的有关建模、分析和旋转开关磁阻电机的控制文章已经被发表。虽然有许多的文献介绍纵向磁通型线性开关磁阻电机，但是很少有文献是介绍横向磁通型线性开关磁阻电机。横向磁通开关磁阻电机线性（TFLSRM）利用了垂直于运动的方向和电流流动的方向的磁回路，其结果为磁回路从电路中分离。这种结构使得它非常适合容易制造和维护，同时离散极简化了线性电动机的设计，相比于纵向磁场直线开关磁阻电机，这种结构可以降低总成本。单位体积的高力密度和高效率是其主要优点。因此，TFLSRM作为一个有吸引力的旋转电动机代替品，正在成为直线运动的最优选择。此外，TFLSRM是相当适合高速直线运动应用，由于增强了整个系统的电磁侧力。 横向磁通式的线性开关磁阻电机的原型建筑是有史以来提出的第一个有

开关磁阻电动机驱动系统简介

开关磁阻电动机驱动系统（SRD）简介 开关磁阻电动机驱动系统（SRD）是较为复杂的机电一体化装置，SRD的运行需要在线实时检测的反馈量一般有转子位置、速度及电流等，然后根据控制目标综合这些信息给出控制指令，实现运行控制及保护等功能。转子位置检测环节是SRD的重要组成部分，检测到的转子位置信号是各相主开关器件正确进行逻辑切换的根据，也为速度控制环节提供了速度反馈信号。开关磁阻电机具有再生的能力，系统效率高。对开关磁阻电机的理论研究和实践证明，该系统具有许多显著的优点：（1）电机结构简单、坚固，制造工艺简单，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，工作可靠，能适用于各种恶劣、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；转子无永磁体，可允许有较高的温升。（3）转矩方向与电流方向无关，从而可最大限度简化功率变换器，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，无感应电动机在起动时所出现的冲击电流现象。（6）调速范围宽，控制灵活，易于实现各种特殊要求的转矩－速度特性。（7）在宽广的转速和功率范围内都具有高效率（8）能四象限运行，具有较强的再生制动能力。（9）容错能力强。开关磁阻电机的容错体现在电机某一相损坏，电机照样可以运行。与当前广泛应用的变频调速感应电动机相比，开关磁阻电机在成本、效率、调速性能、单位体积功率、可靠性、散热性等都具有明显的优势或竞

争力。如果说第一代开关磁阻电机（1983年研制）在小功率范围的效率比高效变频调速感应电动机低，第二代开关磁阻电机（1988年研制）的效率已全面超过了高效变频调速感应电动机。更难得的是，开关磁阻电机在宽广的速度和功率范围内都能保持较高的效率，这是变频调速感应电动机难以比拟的。感应电动机要取得与直流电机相近的调速特性需采用复杂的矢量控制系统，而开关磁阻电机通过调整开通角、关断角、电压和电流，可以得到不同负载要求的机械特性，控制简单、灵活，能容易地实现软启动和四象限运行，而且由于这是一种纯逻辑的控制方式，很容易智能化，通过修改软件调整电机工作特性满足不同应用要求。由于开关磁阻电机固有的转矩波动，可能导致较大的噪声和振动，事实上这种情况的发生往往与电机设计和控制的不合理相关，通过优化电机设计和控制策略，转矩波动和噪声完全可以得到有效的抑制，正确认识到这一点对开关磁阻电机的开发和应用是很重要的。SRD Ltd.公司开发的伺服应用开关磁阻电机，转矩波动仅为0.05%。近年研究的最优励磁控制策略、两次换流控制策略、电机噪声根源、定子振动模态、定子固有频率计算等成果对降低电机噪声都有积极的促进作用。随着设计和制造水平的提高，噪声必将进一步降低。三、开关磁阻电机的应用近年来，开关磁阻电机的应用和发展取得了明显的进步，已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域，功率范围从10W到5MW，最大速度高达100000 r/min。3.1 电动车应用开关磁阻电机最初的应用领域就是电动车。目前电动摩托车和电动自行车的驱动电机主要有永磁

机械毕业设计(论文)-螺旋压力机设计

本科毕业设计论文题目螺旋压力机设计

毕业任务书 一、题目： 螺旋压力机设计 二、指导思想和目的要求： 毕业设计是学生在校期间进行最后一次理论结合实际的较全面和基本的训练，是对几年来所学知识的系统运用和检验，也是走向工作岗位之前的最后一次的过渡性练兵。 通过这次毕业设计要求达到以下基本目的： 1）巩固、加强、扩大和提高以往所学的有关基础理论和专业知识。 2）培养学生综合运用所学的知识以解决实际工程问题的独立工作能力，并初步掌握机械装备或部件设计的思想、设计程序、设计原则、步骤和方法。 3）培养学生使用有关设计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图和编写设计说明书等项能力的基本技能训练。 对本次毕业设计的基本要求是： 1）设计者应在规定时间内圆满完成要求的设计内容。设计成果包括：设计说明书一份（按规范格式，不少于1.5万字），设计图纸一套（文本版+电子版，不少于2张A0，鼓励用三维软件建模和装配并生成二维图纸）；另外还应翻译与课题有关的外文资料，译文字数不少于5000字。 2）设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在学习和参考他人经验的基础上，发挥独立思考能力，创造性地完成设计任务；合理利用标准零件和标准部件，非标准件应满足工艺性好、操作方便、使用安全等要求，降低成本提高效益；绘制图纸应符合国家标准，各项技术要求和尺寸标注应符合规范，说明书论述要充分，层次清楚，文字简洁，计算步骤正确。 三、主要技术指标

设计一个龙门式小型螺旋压力机，主要用于机修车间压力校正、压力装拆等。主要技术要求如下： 1）最大输出压力为30kg。 2）压力机压头行程为350mm，运动速度为0.3m/min。 3）压力机内可放置物体高度为400mm，直径400mm。 4）压力机工作间歇工作100000h。 四、进度和要求： 1. 熟悉题目背景、查阅相关资料、复习有关知识；查找与课题相关的英文资料并翻译成中文；完成开题报告。寒假 2.总体方案设计：拟定总体布局，选择原动机类型，设计传动方案；尽可能绘制总体方案示图；第1-2 周 3.确定主要技术参数：进行运动和动力参数计算，确定原动机型号； 第 3-4 周 4.绘制总体装配草图，并对重要零件（如轴、轴承等）进行工作能力校核； 第5-6 周 5.绘制传动部件装配图（鼓励用三维软件）；第7-8 周 6.绘制非标准件零件图（鼓励用三维软件）；第9-11周 7.撰写说明书初稿；第12-13周 8.修改说明书，准备答辩。第 14 周 五、主要参考书及参考资料

基于MATLAB的开关磁阻电动机控制仿真

收稿日期:20042042021 　肖　芳　女　1981年生;中国矿业大学信电学院在读硕士研究生,研究方向为电机与电器1 基于MA TLAB 的开关磁阻电动机控制仿真 肖　芳 中国矿业大学信电学院,江苏徐州(221008) 摘　要　由于开关磁阻电机结构与运行原理特殊,其分析研究比其他电机相对困难。笔者运用MA TLAB -SIMUL IN K 建立了开关磁阻电动机的准线性仿真模型。在此基础上进行了PWM 控制算法的仿真,结果表明系统动静态性能均较好。 关键词　开关磁阻电动机　模型　PWM 仿真 Controlling Simulation of Switched R eluctance Motor B ased on MAT LAB Xiao Fang Abstract The construction and operation principle of the Switched reluctance mo 2tor is special ,so analysis and study of it is more difficult than other motors.The quasi 2linear simulation model of the switched reluctance motor is established by MA TLAB 2SIMUL IN K.The simulation of PWM controlling algorithm is carried out on the basis of it.The restult shows that both the dynamic and static performances of the system are very good. K ey w ords Switched reluctance motor ,model ,PWM ,simulation. 1　引言 开关磁阻电动机(SRM )因其结构简单、坚固,工作可靠,效率高,由其构成的调速系统—开关磁阻电动机调速系统(SRD )运行性能和经济指标比普通的交流调速系统,其至比晶闸管—直流电动机系统都好,具有很大的应用潜力[1]。但由于研究历史短,涉及的技术内容极为广泛,加之SRM 本身的非线性特性,使得SRD 在理论和应用方面还需要做大量的研究工作。开关磁阻电机的运行遵循“磁路最短”原理,在这一点上类似于传统的反应式同步电动机,但SRM 为双凸极结构,其内部磁场是脉振性质的,因此其分析设计均不同于其他传统的交流电机。笔者运用MA T 2LAB SIMUL IN K 建立开关磁阻电机模型,采用PWM 控制方式并对其进行了仿真。 2　SRM 的数学模型 建立SRM 数学模型的主要困难在于,电动机的磁路饱和、涡流、磁滞效应等产生的非线性,这些非线性因素严重影响了电机性能[1],并使得建模计算相当复杂。但线性模型并不能准确反应电机特性,存在明显不足。因此,实用中为避免繁琐的计算,又近似考虑磁路的饱和效应,将实际的非线性磁化曲线分段线性化,同时不考虑相间耦合效应,近似处理,即得到SRM 的准线性模型。本文即采用这种模型对SRM 进行相关仿真。 若不计电动机磁路饱和的影响,假定相绕组的电感与电流的大小无关,且不考虑磁场边缘扩散效应,这时,相绕组的电感随转子位置角θ周期性变化的规律如图1所示。该准线性模型的电感解析式为[4]: 4 2

开关磁阻电机工作原理及其驱动系统

开关磁阻电机工作原理及其驱动系统 开关磁阻电机 Switched Reluctance Drivesystem, SRD 开关磁阻电机驱动系统(Switched Reluctance Drive system, SRD)具有一些很有特色的优点:电机结构简单、坚固、维护方便甚至免维护，起动及低速时转矩大、电流小;高速恒功率区范围宽、性能好，在宽广转速和功率范围内都具有高输出和高效率而且有很好的容错能力。这使得SR电机驱动系统在家用电器、通用工业、伺服与调速系统、牵引电机、高转速电机、航空航天等领域得到广泛应用。 SR电机是一种机电能量转换装置。根据可逆原理，SR电机和传统电机一样，它既可将电能转换为机械能——电动运行，在这方面的理论趋于成熟;也可将机械能转换为电能——发电运行，其内部的能量转换关系不能简单看成是SR电动机的逆过程。 开关磁阻电机的发展概况和发展趋势 “开关磁阻电机(Switched reluctance motor)”一词源见于美国学者 S.A.Nasarl969年所撰论文，它描述了这种电机的两个基本特征：①开关性——电机必须工作在一种连续的开关模式，这是为什么在各种新型功率半导体器件可以获得后这种电机才得以发展的主要原因；②磁阻性——它是真正的磁阻电机，定、转子具有可变磁阻磁路，更确切地说，是一种双凸极电机。开关磁阻电机的概念实际非常久远，可以追溯到19世纪称为“电磁发动机”的发明，这也是现代步进电机的先驱。在美国，这种电机常常被称为“可变磁阻电机(variable reluctance motor, VR电机)”一词, 但是VR电机也是步进电机的一种形式，容易引起混淆。有时人们也用“无刷磁阻电机(Brushless reluctance motor)”一词，以强调这种电机的无刷性。“电子换向磁阻电机(Electronically commutated reluctance motor)”一词也曾采用，从工作原理来看，甚至比“开关磁阻”的说法更准确—些，但也容易与电子换向的水磁直流电机相混淆。毫无疑问，正是由于英国 P．J．Lawrenson教授及其同事们的杰出贡献，赋予了现代SR电机新的意义，开关磁阻电机一词也因此逐渐为人们所接受和采用。 从电机结构和运行原理上看，SR电机与大步距角的反应式步进电机十分相似，因此有人将SR电机看成是一种高速大步距角的步进电机。但事实上，两者是有本质差别的，这种差别体现在电机设计、控制方法、性能特性和应用场合等方面，见表11-1。

开关磁阻电机研究的背景及意义

开关磁阻电机研究的背景及意义

一、项目目的与意义 开关磁阻电机设计及其在矿山机械中的应用研究项目属于《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》中工业节能（机电产品节能）、基础件和通用部件的重点支持领域，同时符合《湖南省加快培育和发展战略性新兴产业总体规划纲要》高效节能制造产业中节能电机重点发展领域。 开关磁阻电动机(SRD)调速系统是基于计算机和电力电子技术的控制器及开关磁阻电动机的新型调速系统，由开关磁阻电动机与微机智能控制器两个部分组成。开关磁阻电动机调速系统的突出特点是效率高、节能效果好、调速范围广、无启动冲击电流、启动转矩大、控制灵活，此外还具有结构简单、坚固可靠、成本低等优点。除可以取代已有的电气传动调速系统(如直流调速系统、变频调速系统)外，开关磁阻电动机调速系统还十分适用于矿山井下机电设备需要重载启动、频繁启动、正反转、长期低速运行的应用场合，如无极绳牵引车、电牵引采煤机、刮板输送机等。 据有关资料统计，我国煤矿辅助运输职员约占井下职工总数的1/3，且矿井每采百万吨煤需要1200 ~ 1500名职工从事辅助运输，用工量是发达国家的7 ~ 10倍。其主要原因就是我国煤矿辅助运输系统落后，效率太低，大多数煤矿的辅助运输系统仍然是小绞车、小蓄电池机车等多段分散落后的传统方式，严重影响矿井生产效率和煤矿安全生产。随着当前大中型矿井的建设，矿井辅助运输设计与选型是矿井建设的重要课题之一，提高矿井辅助运输的装备水平对确保矿井生产产量进步具有极其深远的意义。 目前，我国矿用机械交流电动机采用较多的调速方式主要有交流变频调速和开关磁阻电动机调速。交流变频技术硬件成本较高、控制电路复杂且不宜进行维护和维修，特别是国内的公司现在还未能很好地掌握变频器核心技术，产品基本上依靠国外进口，不能针对矿井特殊的应用条件将变频器加以改进和设计，较难适应矿用要求。开关磁

开关磁阻电动机在电动螺旋压力机上的应用

开关磁阻电动机在电动螺旋压力机上的应用 1 概述 目前国内外广泛应用的压力机分两类，一类是螺旋压力机，另一类是机械压力机。由于技术的限制，现有压力机动力系统多数采用交流异步电机，对于特殊场合有调速要求的机型，要么采用交流变频调速，要么采用直流调速。对于高端需要，国内外近几年有的机型选用交流伺服电机驱动。 由于压力机承受的是短期高峰负荷，即压力机的负载具有强烈的冲击性，在一个完整的工作周期内只在较短的时间内承受工作载荷，而较长的时间内是空程运转；还由于压力机的工作负荷一般在设计值的60%左右，采用交流异步机使得压力机处于“大马拉小车”工作状态；再由于电机长时间处于空载，而一般电机空载功率因数为0.2 0.3，所以现有压力机耗能很大。而采用变频调速，由于变频器控制困难，调速范围窄，使得其应用受到很大的限制；采用交流伺服电机固然可以实现数字化控制的目的，但存在成本高，技术由国外垄断的情况。 随着计算机技术、电力电子技术、数字化控制技术的发展，一种新型的动力系统--开关磁阻电动机调速系统（Switched Reluctance Driver，简称SRD）应运而生，它是以现代电力电子与微机数控技术为基础的机电一体化产品，由于其独有的性能，使其非常适用于压力机的动力系统，解决现有动力系统存在的问题，提升压力机的性能。 2 开关磁阻电动机调速系统简介 开关磁阻电动机调速系统由电机及控制器两大部分组成，开关磁阻电机与传统电机差别很大，为双凸极结构，其定、转子均由普通硅钢片叠压而成，转子上既无绕组也无永磁体，定子齿极上绕有集中绕组。控制器包括嵌入式微处理器、可编程逻辑器件、IGBT驱动电路、电力电子器件、软件及通信接口，完成电动机的驱动与控制。如图1、图2所示。 电机装有位置传感器，位置信号反馈给控制器，控制器按程序数字化控制电机运转。如图2所示，当绝缘栅双极晶体管（IGBT）S1、S2导通时，A相绕组从

机电控制作业开关磁阻电机及matlab仿真

开关磁阻电机 一、概述 开关磁阻电动机结构简单、可靠性高、恒转矩、恒功率而且调速性能好(覆盖功率范围10W～5MW的各种高、低速驱动调速系统)、价格便宜、鲁棒性好等优点引起了各国电气传动界的广泛重视，由其构成的调速系统兼有直流传动和普通交流传动的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无级调速系统。这种新型调速系统使开关磁阻电机存在许多潜在的领域，在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用。 开关磁组电机调速系统之所以能在现代调速系统中异军突起，主要是因为它卓越的系统性能，主要表现在： (1) 电动机结构简单、成本低、可用于高速运转。 (2)功率电路简单可靠。 (3)系统可靠性高。 (4)起动转矩大，起动电流低。典型产品的数据是：起动电流为额定电流的15％时， 获得起动转矩为100％的额定转矩；起动电流为额定电流的30％时，起动转矩叮 达其额定转矩的250％。 (5)适用于频繁起停及正反向转换运行。 (6)可控参数多，调速性能好。控制开关磁阻电动机的主要运行参数和常用方法至少 有四种：相导通角、相关断角、相电流幅值、相绕组电压。 (7)效率高，损耗小。以3kw SRD为例，其系统效率在很宽范围内都是在87％ 以上，这是其它一些调速系统不容易达到的。 (8)可通过机和电的统一协调设计满足各种特殊使用要求。 二、开关磁阻电动机的结构 图1-1开关磁阻电机结构图

典型的三相开关磁阻电动机的结构如图1-1所示。其定子和转子均为凸极结构，图示电机的定子有8个极，转子有6个极。定子极上套有集中线圈，两个空间位置相对的极 上的线圈顺向串联构成一相绕组，图2-1中只画出了A相绕组；转子由硅钢片叠压而成，转子上无绕组。该电机则称三相8/6极开关磁阻电动机。在结构形式及工作原理上，开关磁阻电动机与大步距反应式步进电机并无差别；但在控制方式上步进电机应归属于他控式变频，而开关磁阻电动机则归属于自控式变频；在应用上步进电机都用作“控制电机”而开关磁阻电机则是拖动用电机，因此电机设计时所追求的目标不同而使电机的设计参数不同。 与反应式步进电动机相似，开关磁阻电动机是双凸极可变磁阻电动机。图1-1给出了以8/6极开关磁阻电机为例的结构原理图，图中仅给出了一相的绕组及外围功率开关电路，从这个结构原理图中可以清晰的看到，开关磁阻电动机是双凸极结构，其转子上没有任何形式的绕组，也无永磁体，而定子上只有简单的集中绕组，其中径向相对的两个绕组构成一相。电动机每一相中流过的电流是由外围功率开关电路中的开关根据转子位置的变化，进行相应的通断而获得的。 图1-1中给出的开关磁阻电动机是四相的，通常情况下开关磁阻电动机可以设计成多种不同相数的结构，如两相、三相、四相或更多相，当相数增加时其结构将变得更复杂，相应的外围电路所使用的器件也相应增加。开关磁阻电动机极数的设计也有多种形式，但是定、转子极数和相数要遵循一定的关系。即定子极数应为相数的2倍或2的整数倍； 而转子极数应不等于定子极数且一般转子极数少于定子极数但都是偶数极[2]。由于开关磁阻电动机相数与极数的设计，低于三相的电动机没有自起动能力，对于有自启动、四象限运行要求的驱动场合，应选用表1-1所对应的定、转子极数组合方案。 表2-1 开关磁阻电动机各种方案

开关磁阻电机驱动系统的运行原理及应用

开关磁阻电机驱动系统的运行原理及应用（二） （低轴阻发电机参考资料） 1 引言 开关磁阻电机驱动系统(SDR)具有一些很有特色的优点:电机结构简单、坚固、维护方便甚至免维护，启动及低速时转矩大、电流小;高速恒功率区范围宽、性能好，在宽广转速和功率访问内都具有高输出和高效率而且有很好的容错能力。这使得SR电机系统在家用电器、通用工业、伺服与调速系统、牵引电机、高转速电机、航空航天等领域得到广泛应用。 SR电机是一种机电能量转换装置。根据可逆原理，SR电机和传统电机一样，它既可将电能转换为机械能—电动运行，在这方面的理论趋于成熟;也可将机械能转换为电能—发电运行，其内部的能量转换关系不能简单看成是SR电动机的逆过程。本文将从SR电机电动和发电运行这两个角度阐述SR电机的运行原理。 2 电动运行原理 2.1 转矩产生原理 控制器根据位置检测器检测到的定转子间相对位置信息，结合给定的运行命令(正转或反转)，导通相应的定子相绕组的主开关元件。对应相绕组中有电流流过，产生磁场;磁场总是趋于“磁阻最小”而产生的磁阻性电磁转矩使转子转向“极对极”位置。当转子转到被吸引的转子磁极与定子激磁相相重合(平衡位置)时，电磁转矩消失。此时控制器根据新的位置信息，在定转子即将达到平衡位置时，向功率变换器发出命令，关断当

前相的主开关元件，而导通下一相，则转子又会向下一个平衡位置转动;这样，控制器根据相应的位置信息按一定的控制逻辑连续地导通和关断相应的相绕组的主开关，就可产生连续的同转向的电磁转矩，使转子在一定的转速下连续运行;再根据一定的控制策略控制各相绕组的通、断时刻以及绕组电流的大小，就可使系统在最隹状态下运行。 图1 三相sr电动机剖面图 从上面的分析可见，电流的方向对转矩没有任何影响，电动机的转向与电流方向无关，而仅取决于相绕组的通电顺序。若通电顺序改变，则电机的转向也发生改变。为保证电机能连续地旋转，位置检测器要能及时给出定转子极间相对位置，使控制器能及时和准确地控制定子各相绕组的通断，使srm能产生所要求的转矩和转速，达到预计的性能要求。 2.2 电路分析

KV值和螺旋桨选择

电机KV值：电机的转速（空载）=KV值X电压；例如KV1000的电机在10V电压下它的转速（空载）就是10000转/分钟。 电机的KV值越高，提供出来的扭力就越小。所以，KV值的大小就与浆有着密切的关系，以下就这点提供一下配浆经验： 1060浆，10代表长的直径是10寸，60表示浆角（螺距). 前两位数表示直径，后两位表示螺距。 电池的放电能力，最大持续电流是：容量X放电C数 例如:1500MA,10C, 则最大的持续电流就是=1.5X10=15安 如果该电池长时间超过15安或以上电流工作，那么电池的寿命会变短、还有电池的充满电压单片4.15-4.20合适，用后的最低电压为单片3.7以上（切记不要过放），长期不用的保存电压最好为3.9。 一般电机与浆是这样配的： 3S电池下；KV900-1000的电机配1060或1047浆，9寸浆也可 KV1200-1400配9050（9寸浆）至8*6浆 KV1600-1800左右的7寸至6寸浆 KV2200-2800左右的5寸浆 KV3000-3500左右的4530浆 2S电池下；KV1300-1500左右用9050浆 KV1800左右用7060浆 KV2500-3000左右用5X3浆 KV3200-4000左右用4530浆 浆的大小与电流关系：因为浆相对越大在产生推力的效率就越高 例如：同用3S电池，电流同样是10安（假设） 用KV1000配1060浆与 KV3000配4530浆它们分别产生的推力前者是后者的两倍。 机型与电机、浆的关系： 一般来说：浆越大对飞机所产生的反扭力越大，所以浆的大小与机的翼展大小有着一定关系，但浆与电机也有着上面所讲的关系。 例如用1060浆，机的翼展就得要在80CM以上为合适，不然的话机就容易造成反扭；又如用8*6的浆翼展就得在60以上。 再比如：用4530浆做翼展1米以上机行否？是可以，但飞机飞起来会很耗电，因为翼

开关磁阻电机的电磁设计方法

2010 年5 月 摘要 开关型磁阻电动机驱动系统(Switched Reluctance Drive，简称SRD电动机)。是20世纪80年代迅猛发展起来的一种新型调速电机驱动系统。它是由功率变换电路、双凸极磁阻电机、控制器及位置检测器构成。它的结构极其简单，调速范围宽，调速性能优异，而且在整个调速范围内都具有较高的效率，系统可靠性高，是各国研究和开发的热点之一。 本文介绍了开关磁阻电机的发展历史,应用领域以及它的优点；对三相6/4结构的开关磁阻电机与四相8/6结构的开关磁阻电机进行了比较；对开关磁阻电机的电磁设计与参数优化进行了分析与研究，简单介绍了ANSYS软件在开关磁阻电机电磁分析中的应用；提出8/6结构开关磁阻电机的一种设计方案；并对开关磁阻电机的磁通波形和电机损耗进行了分析。 关键词: 开关磁阻电机，磁场，电磁设计，参数优化

ABSTRACT The switched reluctance drive (SRD) is a new-type drived-electromotor system which develops rapidly since 1980, and consists of power converter circuits、the doubly-salient reluctance motor、the controller and the examination of position. The structure of the SRD is simple. It has a wide range and excellent performance in speed. It also has a high efficiency and high reliability. So the SRD is one of the hot spots which is studied and designed all over the world. This thesie introduced the SRD development history, the application domain as well as its merit; comparison to the three-phase 6/4 structure SRD with four-phase 8/6 structure SRD overall performance. also analysis and research SRD electromagnetism design and parameter optimization, and introduced ANSYS software in SRD electromagnetism analysis application; Proposes 8/6 structure SRD one kind of design proposal; And analysis to the switched reluctance drive magnetic flux profile and the loss of machine. Keywords:switched reluctance motor, magnetic field, electromagn- etism design, parameter optimization

开关磁阻电动机原理

开关磁阻电动机原理 Switched Reluctance Motor 开关磁阻电动机（SR）是近些年发展的新型调速电机，结构简单结实、调速范围宽且性能好，现已广泛用在仪器仪表、家电、电动汽车等领域。 下面通过一个开关磁阻电动机原理模型来介绍工作原理。 双凸极结构 磁阻电机的定子铁芯有六个齿极，由导磁良好的硅钢片冲制后叠成，见下图。 磁阻电机定子铁芯 磁阻电机的转子铁芯有四个齿极，由导磁良好的硅钢片冲制后叠成，见下图。 磁阻电机转子铁芯

与普通电机一样，转子与定子直接有很小缝隙，转子可在定子内自由转动，见下图。 双凸极结构的定子铁芯与转子铁芯 由于定子与转子都有凸起的齿极，这种形式也称为双凸极结构。在定子齿极上绕有线圈（定子绕组），是向电机提供工作磁场的励磁绕组。 定子铁芯上有励磁绕组 在转子上没有线圈，这是磁阻电机的主要特点。在讲电动机工作原理时常用通电导线在磁场中受力来解释电动机旋转的道理，但磁阻电机转子上没有线圈，也无“鼠笼”，那是靠什么力推动转子转动呢？磁阻电动机则是利用磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用齿极间的吸引

力拉动转子旋转。 三相6/4结构工作原理 下面通过图示来说明转子的工作原理，下面是磁阻电动机的正视图，定子六个齿极上绕有线圈，径向相对的两个线圈连接在一起（标有紫色圆点的线端连接在一起），组成一“相”，该电机有3相，结合定子与转子的极数就称该电机为三相6/4结构。在下图标注的A相、B相、C相线圈仅为后面分析磁路带来方便，并不是连接普通的三相交流电。 磁阻电机励磁绕组分布图 在下面有一组磁阻电动机运转原理动画的截图，从中我们将看到磁阻电动机是如何转动起来的。A 相、B相、C相线圈由开关控制电流通断，图中红色的线圈是通电线圈，黄色的线圈没有电流通过；通过定子与转子的深蓝色线是磁力线；约定转子启动前的转角为0度。 从左面图起，A相线圈接通电源产生磁通，磁力线从最近的转子齿极通过转子铁芯，磁力线可看成极有弹力的线，在磁力的牵引下转子开始异时针转动；中间图是转子转了10度的图，右面图是转到20度的图，磁力一直牵引转子转到30度为止，到了30度转子不再转动，此时磁路最短。

开关磁阻电机的原理及其控制系统

开关磁阻电机的原理及其控制系统 开关磁阻电机80年代初随着电力电子、微电脑和控制理论的迅速发展而发展起来的一种新型调速驱动系统。具有结构简单、运行可靠、成本低、效率高等突出优点，目前已成为交流电机调速系统、直流电机调速系统、无刷直流电机调速系统的强有力的竞争者。 一、开关磁阻电机的工作原理 开关磁阻电机的工作原理遵循磁磁阻最小原理，即磁通总是要沿着磁阻最小路径闭合。因此，它的结构原则是转子旋转时磁路的磁阻要有尽可能大的变化。所以开关磁阻电动机采用凸极定子和凸极转子的双凸极结构，并且定转子极数不同。 开关磁阻电机的定子和转子都是凸极式齿槽结构。定、转子铁芯均由硅钢片冲成一定形状的齿槽，然后叠压而成，其定、转子冲片的结构如图1所示。

图1：开关磁阻电机定、转子结构图 图1所示为12/8极三相开关磁阻电动机，S1. S2是电子开关，VD1, VD2是二极管，是直流电源。 电机定子和转子呈凸极形状，极数互不相等，转子由叠片构成，定子绕组可根据需要采用串联、并联或串并联结合的形式在相应的极上得到径向磁场，转子带有位置检测器以提供转子位置信号，使定子绕组按一定的顺序通断，保持电机的连续运行。电机磁阻随着转子磁极与定子磁极的中心线对准或错开而变化，因为电感与磁阻成反比，当转子磁极在定子磁极中心线位置时，相绕组电感最大，

当转子极间中心线对准定子磁极中心线时，相绕组电感最小。 当定子A相磁极轴线OA与转子磁极轴线O1不重合时，开关S1, S2合上，A相绕组通电，电动机内建立起以OA为轴线的径向磁场，磁通通过定子扼、定子极、气隙、转子极、转子扼等处闭合。通过气隙的磁力线是弯曲的，此时磁路的磁导小于定、转子磁极轴线重合时的磁导，因此，转子将受到气隙中弯曲磁力线的切向磁拉力产生的转矩的作用，使转子逆时针方向转动，转子磁极的轴线O1向定子A相磁极轴线OA趋近。当OA和O1轴线重合时，转子己达到平衡位置，即当A相定、转子极对极时，切向磁拉力消失。此时打开A相开关S1, S2，合上B相开关，即在A相断电的同时B相通电，建立以B相定子磁极为轴线的磁场，电动机内磁场沿顺时针方向转过300，转子在磁场磁拉力的作用下继续沿着逆时针方向转过15,。依此类推，定子绕组A-B-C三相轮流通电一次，转子逆时针转动了一个转子极距Tr(T.=2π/N,)，对于三相12/8极开关磁阻电机， T=3600/8=o 45，定子磁极产生的磁场轴线则顺时针移动了3×30'=90'空间角。可见，连续不断地按A-B-C-A的顺序分别给定子各相绕组通电，电动机内磁场轴线沿A-B-C-A的方向不断移动，转子沿A-C-B-A的方向逆时针旋转。如果按 A-C-B-A的顺序给定子各相绕组轮流通电，则磁场沿着A-C-B-A的方向转动，转子则沿着与之相反的A-B-C-A方向顺时针旋转。 二、开关磁阻电机的控制原理 传统的PID控制一方面参数的整定没有实现自动化，另一方面这种控制必须精确地确定对象模型。而开关磁阻电动机( SRM) 得不到精确的数学模型, 控制参数变化和非线性, 使得固定参数的PID 控制不能使开关磁阻电动机控制系统在各种工况下保持设计时的性能指标。

开关磁阻电机原理动画演示_说明

开关磁阻电动机原理 资料来源：https://www.wendangku.net/doc/ee214479.html,/zindex01.html 开关磁阻电动机（SR）是近些年发展的新型调速电机，结构简单结实、调速范围宽且性能好，现已广泛用在仪器仪表、家电、电动汽车等领域。 下面通过一个开关磁阻电动机原理模型来介绍工作原理。 双凸极结构 磁阻电机的定子铁芯有六个齿极，由导磁良好的硅钢片冲制后叠成，见下图。 磁阻电机定子铁芯 磁阻电机的转子铁芯有四个齿极，由导磁良好的硅钢片冲制后叠成，见下图。 磁阻电机转子铁芯

与普通电机一样，转子与定子直接有很小缝隙，转子可在定子内自由转动，见下图。 双凸极结构的定子铁芯与转子铁芯 由于定子与转子都有凸起的齿极，这种形式也称为双凸极结构。在定子齿极上绕有线圈（定子绕组），是向电机提供工作磁场的励磁绕组。 定子铁芯上有励磁绕组 在转子上没有线圈，这是磁阻电机的主要特点。在讲电动机工作原理时常用通电导线在磁场中受力来解释电动机旋转的道理，但磁阻电机转子上没有线圈，也无“鼠笼”，那是靠什么力推动转子转动呢？磁阻电动机则是利用磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用齿极间的吸引力拉动转子旋转。

三相6/4结构工作原理 下面通过图示来说明转子的工作原理，下面是磁阻电动机的正视图，定子六个齿极上绕有线圈，径向相对的两个线圈连接在一起（标有紫色圆点的线端连接在一起），组成一“相”，该电机有3相，结合定子与转子的极数就称该电机为三相6/4结构。在下图标注的A相、B相、C相线圈仅为后面分析磁路带来方便，并不是连接普通的三相交流电。 磁阻电机励磁绕组分布图 在下面有一组磁阻电动机运转原理动画的截图，从中我们将看到磁阻电动机是如何转动起来的。A相、B相、C相线圈由开关控制电流通断，图中红色的线圈是通电线圈，黄色的线圈没有电流通过；通过定子与转子的深蓝色线是磁力线；约定转子启动前的转角为0度。 从左面图起，A相线圈接通电源产生磁通，磁力线从最近的转子齿极通过转子铁芯，磁力线可看成极有弹力的线，在磁力的牵引下转子开始异时针转动；中间图是转子转了10度的图，右面图是转到20度的图，磁力一直牵引转子转到30度为止，到了30度转子不再转动，此时磁路最短。 磁阻电机工作原理示意图-1 为了使转子继续转动，在转子转到30度前已切断A相电源在30度时接通B相电源，磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，见下左图，于是转子继续转动。中间图是转子转到40度的图，右面图是转到50度的图，磁力一直牵引转子转到60度为止。 磁阻电机工作原理示意图-2

四旋翼电池、电机、螺旋桨选型与搭配

电池、电机、螺旋桨搭配 1 电机 1电机KV值： ——大KV配小桨，小KV配大桨。 KV值是每1V的电压下电机每分钟空转的转速，例如KV800,在1V的电压下空转转速是800转每分钟。10V的电压下是8000转每分钟的空转转速。 ?绕线匝数多的，KV值低，最高输出电流小，但扭力大 ?绕线匝数少的，KV值高，最高输出电流大，但扭力小 KV值越小，同等电压下转速越低，扭力越大，可带更大的桨。KV值越大，同等电压下转速越高，扭力越小，只能带小桨。相对的说KV值越小，效率就越高。航拍要选用低KV电机配大桨，转速低，效率高，同样低转速电机的震动也小。对航拍来说这些都是极为有利的。 2电机型号： ——定子粗的，力气大。 电机型号，如2212，3508，4010，这些数字表示电机定子的直径和高度（如下图）。前面两位是定子直径，后面两位是定子高度，单位是毫米。

前两位越大，电机越肥，后两位越大，电机越高。又大又高的电机我们称为高富帅。力气大，效率高，价格嘛...嘿嘿！你懂得，！要不怎么能称为高富帅呢。 3电机效率： ——3~5A，效率高 效率的标注方式是：g/W(克/每瓦）电机的功率和拉力并不是成正比的，也就是说50W的时候450g拉力，100W的时候就不是900g了，可能只有700g。具体效率要看电机的效率表。大多数的电机在3A~5A的电流下效率是最高的。 一般正常飞行时，效率保持在合理的范围内，能够很好的保证续航能力。 以朗宇X3508S-700KV电机（下图）为例讲解，配APC1147桨，4S电池，5A电流时，效率8.1g/W，产生推力为600g，如果为4轴飞行器，共产生2.4公斤推力。对于4S 5000mAh电池，考虑各种影响因素，性能减半，续航时间也应该在30分钟以上吧。（没试过，理论推断！） 此时，电机工作刚好工作在最大推力（1500g）的2/5处，飞行性能较优。

开关磁阻电机原理和应用

开关磁阻电机 开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。它的结构简单坚固，调速范围宽，调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，系统可靠性高。主要由开关磁阻电机、功率变换器、控制器与位置检测器四部分组成。控制器内包含控制电路与功率变换器，而转子位置检测器则安装在电机的一端。 其电机部分由于是运用了磁阻最小原理，故称为磁阻电动机，又由于线圈电流通断、磁通状态直接受开关控制，故称为开关磁阻电动机。 特征 开关磁阻电机结构简单，性能优越，可靠性高，覆盖功率范围10W~5MW的各种高低速驱动调速系统。使的开关磁阻电机存在许多潜在的领域，在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用（电动车驱动、通用工业、家用电器、纺织机械、电力传动系统等各个领域）。 优点 ◆其结构简单，价格便宜，电机的转子没有绕组和磁铁。 ◆电机转子无永磁体，允许较高的温升。由于绕组均在定子上，电机容易冷却。效率高，损耗小。 ◆转矩方向与电流方向无关，只需单方相绕组电流，每相一个功率开关，功率电路简单可靠。 ◆转子上没有电刷结构坚固，适用于高速驱动。 ◆转子的转动惯量小，有较高转矩惯量比。 ◆调速范围宽，控制灵活，易于实现各种再生制动能力。 ◆并具频繁启动（1000次/小时），正向反向运转的特殊场合使用。 ◆且启动电流小，启动转矩大，低速时更为突出。 ◆电机的绕组电流方向为单方向，电力控制电路简单，具有较高的经济性和可靠性。 ◆可通过机和电的统一协调设计满足各种特殊使用要求。 缺点 其工作原理决定了，如果需要开关磁阻电机运行稳定可靠，必须使电机与控制配合的很好。 因其要使用位置传感器，增加了结构复杂性，降低了可靠性。 对于电机本身而言，转矩脉动大是其固有的缺点；在电机远离设计点的时候，转矩脉动大会体现的更加明显。 如果单纯使用电流斩波或最优导通角控制方法，对其转矩脉动的改善不是很大，需要加入更加复杂的算法。 另外，运行时噪音和振动较大、非线形性强也是开关磁阻电机需要解决的问题。 目前国内实用的磁阻电机属于初级阶段，部分产品控制相对粗放，电机的响应速度慢、低速下的脉动大，难以实现较高的控制精度。 结构原理 双凸极结构

电动车开关磁阻电机的结构和原理总结

电动车开关磁阻电机的结构 【陆地方舟电动汽车网】电动汽车开关磁阻电机的基本组成部件有转子、定子和电子开关，如图所示。 开关磁阻电机的构成 (1)转子 开关磁阻电机的转子由导磁性能良好的硅钢片叠压而成，转子的凸极上无绕组。开关磁阻电机转子的作用是构成定子磁场磁通路，并在磁场力的作用下转动，产生电磁转矩。转子的凸极个数为偶数。实际应用的开关磁阻电机的转子凸极最少有4个（2对），最多有16个（8对）。 (2)定子 电动汽车开关磁阻电机的定子铁心也是由硅钢片叠压而成的，成对的凸极上绕有两个互相串联的绕组。定子的作用是定子绕组按顺序通电，产生的电磁力牵引转子转动。定子凸极的个数也是偶数，最少的有6个，最多的有18个。 定子和转子的极数组合见表，目前应用较多的四相8/6极结构和三相6/4极结构。 电动汽车开关磁阻电机的极数组合 电动汽车开关磁阻电机的原理 与其他类型的电机相比，开关磁阻电机的结构和工作原理都有很大的不同。 开关磁阻电机的定子和转子均为双凸极结构，依据磁路磁阻最小原理产生电磁转矩，使转子转动。 开关磁阻电机的定子双凸极上绕有集中绕组，转子凸极上没有绕组。其电磁转矩产生如图所示。 图中仅画出其中一相绕组（A相）的连接情况。当定子、转子凸极正对时，磁阻最小；

当定子、转子凸极完全错开时，磁阻最大。当B相绕组施加电流时，由于磁通总是选择磁阻最小的路径闭合，为减少磁路的磁阻，转子将顺时针旋转，直到转子凸极2与定子凸极B 的轴线重合。 四相8/6极开关磁阻电机 当各电子开关依次控制A、B、C、D四个定子绕组通电时，转子就会不断受电磁力的作用而持续转动。如果定子绕组按D-A-B-C的顺序通电，则转子就会逆着励磁顺序以逆时针方向连续旋转。反之，若按B-A-D-C的顺序通电，则电机转子就会沿顺时针方向转动。 根据定子、转子凸极对数的配比，开关磁阻电机可以设计成不同的结构，如图所示。 开关磁阻电机的不同凸极配比

四旋翼电池、电机、螺旋桨选型与搭配

四旋翼电池、电机、螺旋桨选型与搭配1 电机 1 电机KV值： ——大KV配小桨，小KV配大桨。 KV值是每1V的电压下电机每分钟空转的转速，例如KV800,在1V的电压下空转转速是800转每分钟。10V的电压下是8000转每分钟的空转转速。 绕线匝数多的，KV值低，最高输出电流小，但扭力大 绕线匝数少的，KV值高，最高输出电流大，但扭力小 KV值越小，同等电压下转速越低，扭力越大，可带更大的桨。KV值越大，同等电压下转速越高，扭力越小，只能带小桨。相对的说KV值越小，效率就越高。航拍要选用低KV 电机配大桨，转速低，效率高，同样低转速电机的震动也小。对航拍来说这些都是极为有利的。 2 电机型号： ——定子粗的，力气大。 电机型号，如2212，3508，4010，这些数字表示电机定子的直径和高度（如下图）。前面两位是定子直径，后面两位是定子高度，单位是毫米。 前两位越大，电机越肥，后两位越大，电机越高。又大又高的电机我们称为高富帅。力气大，效率高，价格嘛...嘿嘿！你懂得，！要不怎么能称为高富帅呢。

3 电机效率： —— 3~5A，效率高 效率的标注方式是：g/W(克/每瓦）电机的功率和拉力并不是成正比的，也就是说50W 的时候450g拉力，100W的时候就不是900g了，可能只有700g。具体效率要看电机的效率表。大多数的电机在3A~5A的电流下效率是最高的。 一般正常飞行时，效率保持在合理的范围内，能够很好的保证续航能力。 以朗宇X3508S-700KV电机（下图）为例讲解，配APC1147桨，4S电池，5A电流时，效率8.1g/W，产生推力为600g，如果为4轴飞行器，共产生2.4公斤推力。对于4S 5000mAh 电池，考虑各种影响因素，性能减半，续航时间也应该在30分钟以上吧。（没试过，理论推断！） 此时，电机工作刚好工作在最大推力（1500g）的2/5处，飞行性能较优。