磁阻电机开关磁阻控制器原理图打开钥匙就报警是什么故障

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-07-14 23:57 标签： 开关磁阻控制器原理图


开关磁阻的定子和转子均为双凸極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轉矩产生如图所示。
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孓绕组按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的顺序通电则电动汽车电机转子就会沿顺时针方向轉动。
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

看过《电动汽车開关磁阻电机工作原理图》的人还看了以下文章

万用表怎么判断电动车喇叭坏了还是开关坏了 由这个图我们可以清楚的看到喇叭线路，这時你把万用表打到直流200v的电压挡把黑表线接在喇叭电源负极，红表笔接在图中黄线上这时打开车钥匙，按住喇叭按钮不动看表的电壓和电池电压是否一样，如果没有就说...
电动汽车电机绝缘检测与传统电机绝缘检测的区别 电动汽车主要考虑到电机和整车线路这些结合起来吧，传统电机往往重视电机本身所以电动汽车的绝缘电阻并不是我们理解的常规定值电阻，而是有杂散电容和变化电阻一起耦合在┅块的系统是动态的，相对麻烦一点...
车辆高压部件位置 特斯拉MODEL S车型高压部件安装位置 1电池；2直流- 直流转换器；3高电压电缆（橙色）；410kW车載主充电器；5选装件：10kW车载充电器；6充电接口；7驱动单元 熔丝与继电器信息 三个熔丝盒位于前备厢内的维护板下方 熔丝盒安装位置 1熔丝盒...
电动汽车的驱动电机分类图解 1、直流电动机 在电动汽车发展的早期，大部分的电动汽车都采用直流电动机作为驱动电机这类电机技术較为成熟，有着控制方式容易调速优良的特点，曾经在调速电动机领域内有着最为广泛的应用但是由于直流电动机有着复杂的机械...
电動汽车常用充电模式有哪些 根据电动汽车动力电池组的技术和使用特性，电动汽车的充电模式存在一定的差别对于充电方案的选择，现紟普遍存在常规充电、快速充电和电池组快速更换系统三种模式 2.1 常规充电 1）概念：蓄电池在放电终止后，应立即充电（在...

SRD)具有一些很有特色的优点:电机结構简单、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絀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、航空航天等領域得到广泛应用。

      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，在這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。

开关磁阻电机的發展概况和发展趋势

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關模式，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、转孓具有可变磁阻磁路，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 motor)”一词也曾采用从工作原理来看，甚至比“开关磁阻”的說法更准确—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电機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姒，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

开关磁阻电机也可视为一种反应式同步磁阻电机，但它与常规的反应式同步磁阻电机有许多个同之处见表11-2

1.1开关磁阻电机驱动系统的组成

开关磁阻电机驱动系统(SRD)主要由开关磁阻电机、功率变换器、开关磁阻控制器原理图和检测器四部分组成，洳图1-1所示

1.1.1开关磁阻电机

SR电机可以设计成单相、两相、三相、四相及多相等不同相数结构，且有每极单齿结构和每极多齿结构轴向气隙、径向气隙和轴向—径向混合气隙结构，内转子和外转子结构低于三相的SR电机一般没有自起动能力。相数多有利于减小转矩波动，但導致结构复杂、主开关器件多、成本增高目前应用较多的是二相6／4极结构和四相8／6极结构。下表为常见SR电机定、转子极数组合方案

1.1.2开關磁阻控制器原理图和位量检测器

    开关磁阻控制器原理图综合处理位置检测器、电流检测器提供的电机转子位置、速度和电流等反馈信息忣外部输人的指令，实现SR电机运行状态的控制是SRD的指挥中枢。开关磁阻控制器原理图一般由单片机及外围接口电路等组成在SRD中，要求開关磁阻控制器原理图具有下述性能：

(3)起动、制动、停车及四象限运行;

位置传感器向开关磁阻控制器原理图提供转子位置及速度等信号使开关磁阻控制器原理图能正确地决定绕组的导通和关断时刻。通常采用光电器件、霍耳元件或电磁线圈法进行位置检测采用无位置传感器的位置检测方法是SRD的发展方向，对降低系统成本、提高系统可靠性有重要的意义

开关磁阻电机的工作原理

开关磁阻电机的转矩是磁阻性质，其运行原理遵循“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，如下图所示具体过程如下：

当A相绕组电流控制开关S1、S2闭合时，A相励磁所产生的磁场力图使转子旋转到转子极轴线aa'与定子极轴线AA'的重合位置，从而产生磁阻性质的电磁转矩顺序给A—B—C—D相绕组通电(B、C、D各相绕组在图中未画出)，则转子便按逆时针方向连续转动起来；反之依次给D—C—B—A相绕組通电，则转子会沿顺时针方向转动在多相电机实际运行中，也常出现两相或两相以上绕组同时导通的情况当q相定子绕组轮流通电一佽，转子转过一个转子极距

设每相绕组开关频率(主开关开关频率)为fPh，转子极数为Nr则SR电机的同步转速(r／min)可表示为

由于是磁阻性质的电磁转矩SR电机的转向与相绕组的电流方向无关，仅取决于相绕组通电的顺序．这使得能够充分简化功率变换器电路当主开关S1、S2接通时，A相绕組从直流电源U吸收电能而当S1、S2断开时，绕组电流通过续流二极管VD1、VD2将剩余能量回馈给电源U因此，SR电机具有能量回馈的特点系统效率高。

对SRD的理论研究和实践证明该系统具有明显的特点：

(1)电机结构简单、坚固，制造工艺简单成本低，转子仅由硅钢片叠压而成可工莋于极高转速；定子线圈为集中绕组，嵌放容易端部短而牢固，工作可靠能适用于各种恶劣、高温其至强振动环境。

(2)损耗主要产生在萣子电机易于冷却；转子无永磁体，允许有较高的温升

(3)转矩方向与相电流方向无关，从而可减少功率变换器的开关器件数降低系统荿本。

(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，无异步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待殊要求的转矩——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，具有较强的再生制動能力


　　80年代初随着电力电子、微电腦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。目前已成为交流電机调速系统、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

　　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嘫后叠压而成，其定、转子冲片的结构如图1所示

图1：开关磁阻电机定子及转子结构图

　　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、并联或串並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運行。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繞组电感最大，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彎曲的，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轉子逆时针方向转动，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過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=°，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組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的方向转動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這种控制必须精确地确定对象模型。而开关磁阻电动机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電动机控制系统在各种工况下保持设计时的性能指标

　　模糊开关磁阻控制器原理图是一种近年来发展起来的新型开关磁阻控制器原理圖，其优点是不需要掌握受控对象的精确数学模型而根据人工控制规则组织控制决策表，然后由该表决定控制量的大小因此采用模糊控制, 对开关磁阻电动机进行控制是改善系统性能的一种途径。但在实践中发现, 常规模糊开关磁阻控制器原理图的设计存在一些不足, 如控制表中数据有跳跃, 平滑性较差, 这对控制效果有影响

　　模糊控制和 PID控制两者结合起来, 扬长补短，将是一个优秀的控制策略

　　第一，由線性控制理论可知, 积分控制作用能消除稳态误差, 但动态响应慢, 比例控制作用动态响应快, 而比例积分控制既能获得较高的稳态精度, 又能具有較高的动态响应因此, 把 PI 控制策略引入Fuzzy开关磁阻控制器原理图, 构成 Fuzzy- PI 复合控制, 是改善模糊开关磁阻控制器原理图稳态性能的一种途径。

　　苐二增加模糊量化论域是提高模糊开关磁阻控制器原理图稳态精度的最直接的方法, 但这种方法要增大模糊推理的计算量, 况且量化论域的增加也不是无止境的。

　　采用模糊+ PI控制的开关磁阻电机调速系统框图如图 2所示

图2：开关磁阻电机调速系统框图

　　1、隶属函数与控制規则的确定  考虑到电机转速偏差范围大及高精度的特点, 将偏差变量、 偏差变化率及控制量的论域界均定为17个等级。

　　将偏差变量、偏差變化率及控制量的模糊语言值均分为九档

　　{负大,负中,负小,负很小,零,正很小,正小,正中,正大}

　　偏差变量、偏差变化率及控制量的模糊子集嘚隶属函数的形状均选为三角形如图3所示

图3：均匀分布隶属函数图

　　模糊开关磁阻控制器原理图的控制规则是基于专家或操作者的经驗得出，控制规则的生成方法有很多本文借鉴常规模糊开关磁阻控制器原理图设计经验并根据系统阶跃信号的响应确定模糊控制规则表洳表1所示：

表1：改进的模糊控制规则表

　　表中共有81条控制规则，其中一些规则可以合并, 但利用计算机进行推理计算这些规则就没有必要匼并了模糊控制规则表征了变量之间的模糊关系, 由控制规则求出模糊关系矩阵R, 经过推理合成得到模糊控制向量。

　　系统采用加全平均法实现模糊判决求得精确量的控制表如表2所示

　　2、量化因子的计算  模糊PID开关磁阻控制器原理图的输入分别是速度偏差e和速度偏差变换率 de/dt, K1—速度偏差e的量化因子, K2—速度偏差变化率dec/dt的量化因子,K3—控制量的量化因子。一般来说, K1、 K2、 K3分别由下面的公式确定

我要回帖

更多关于 开关磁阻控制器原理图 的文章

 

随机推荐