开关磁阻电机调速系统

开关磁阻电机调速系统(SRD)是目前世界上性价比最高的最新调速系统。它是一种基于改变电源频率的调速方法——交流变频调速系统应运而生。开关磁阻电机调速系统(也称开关磁阻电机驱动系统)是其中的一个全新系统,它已经智能化、模块化,不仅具有优越的速度控制,而且具有完善的保护功能,在很多方面得到了广泛的应用。这项技术一经问世,就以其调速范围宽、机械特性好、起动和制动性能优异、节能、易维护等特点,引起了电气等行业的关注。SRD系统是由磁阻电机和电力电子技术相结合而产生的机电一体化装置。主要由SRM开关磁阻电机、功率变换器、单片机(或DSP芯片)和电流、位置检测器组成。其组成及特点:1.1开关磁阻电机(SRM)是系统中实现能量转换的部件,与传统的磁阻电机有着本质的区别。结构上,SRM采用双凸极形式,即定子和转子都是凸极;定子线圈采用集中绕组代替分布绕组;施加到定子绕组的电压是不连续的矩形波,而不是连续的正弦波。转子只是由硅钢片制成,既没有绕组也没有永磁体,集中绕组缠绕在定子的每一极上。图2显示了8/6极(定子八极和转子六极)四相SRM的横截面。SRM有两种独特的工作模式:低速时的电流斩波模式;高速时采用单脉冲角度控制方式。在电流斩波模式下,系统通过调节相绕组的电流来控制转矩,因此需要准确了解绕组中的实际电流,并反馈电流。在角位置控制模式下,系统通过调整触发角和关断角来控制扭矩。此时不再以电流作为控制量,但为了防止系统过载或故障,需要过流保护,所以系统中需要电流检测。1.11开关磁阻电机(SRM)的工作原理遵循“最小磁阻原理”,通电后磁路趋于变化或向最小磁阻路径变化。当转子凸极和电子凸极不对准时,气隙大,磁阻大:定子极绕组一旦通电,就会对转子凸极形成磁拉力,使气隙变小——磁路磁阻变小。同时,通过电子开关按照一定的逻辑关系切换定子磁极绕组的通电相序,可以形成连续的旋转力矩。开关磁阻电机的调速功能是通过转子位置检测器、功率变换器和控制器(即单片机或DSP芯片)的配合来实现的。

是开关磁阻电机的机械特性,所以它的机械特性好是因为启动转矩比额定转矩大2-3倍。功率变换器是开关磁阻电机运行所需能量的提供者,是连接电源和电机绕组的开关元件。通过它可以将电源能量馈入电机,电机中储存的磁场能量也可以反馈给电源。功率转换电路中使用的开关元件是快速绝缘栅双极晶体管(IGBT)。理论和实践证明,SRD系统在单位体积转矩、效率、逆变器伏安容量及其性能参数等方面都可以与目前的变频调速系统相媲美。这个模型在扭矩与转动惯量的比值上有很大的优势,尤其是在两个临界转速上,使得可变范围广,可控因素多。它是一种理想的新型调速系统。这时,需要指出的是,SRD制度是不同的。通过改变电机的工作方式和控制参数,很容易实现不同的性能特性,满足特殊的性能指标。特别是当采用单片机或DSP单片可编程微处理器芯片作为控制核心时,通过修改软件可以满足用户许多不同的性能要求。随着科技能力的不断进步和半导体集成控制技术的提高,SRD系统已经系列化,多种中小功率SRD系统已经应用于不同的工业部门和家用电器中。2.SRD系统的特点是:*起动电流小(≤30%额定电流),起动转矩大,比额定转矩大2-3倍;*宽速度范围;调速比大于20:1,调速平滑无止境;*良好的负载特性;稳定精度高,负载变化时,速度不变,稳定精度≤±0.5%;*系统效率高,从低速、中速到高速,系统效率在85%以上;*机械结构牢固,无需维护即可运行;*具有起动时电流小、转矩大的特点,起动时其电机和控制器的电流冲击小,发热比连续额定运行时小;*在制动操作和电动操作中,也具有出色的扭矩输出能力和工作特性。因此适用于频繁启动或频繁正反转运行,转换频率可达1000次/h,由于上述特点,可在广泛的领域得到开发和应用。3.开关磁阻电机调速系统的应用(SRD)开关磁阻电机调速系统(SRD)的应用范围很广。随着科技能力的不断进步和半导体集成控制技术的提高,SRD系统已经系列化,其多功率SRD系统已经应用于不同的工业部门、家用电器和国防军工行业。需要频繁启动、停止、快速、频繁正反转和大范围调速的设备。如机械行业的龙门刨床、铣床,冶金行业的可逆轧机、飞锯、飞剪、电弧炉的电极升降,科研实验设备,医疗器械,食品,印刷机械,汽车,电力机车和航天技术,家用电器等。3.1在龙门刨床中的应用龙门刨床是加工大面积金属平面的常用机床。其切削过程如下:横梁和侧刀架在立柱上移动,垂直刀架在横梁上左右移动,工件所在的工作台在导轨上做直线往复运动。单桌的传动电机要求:*能频繁、快速地起动、制动和正反转,能在线性往复运动中自动、平稳地变速。*可在≥20的速比范围内平滑调节速度。*切割工件前不能低于95%的速度。*在任何速度下倒车时,冲击电流都限制在允许值内。*工作台来回换向时,切割点与刀具之间的距离不大于7-Bom,并能实现良好的制动。在过去,DC汽车和DC速度控制系统是最常用的。虽然在性能上满足了要求,但也存在结构复杂、体积大、操作麻烦、维护量大、效率低、能耗高等缺点。近年来,使用SRD后,省略了减速器,结构简化,操作方便,降低了能耗,降低了成本。3.2纺织行业使用的“边缘检测”设备通过“边缘检测”和“对中”设备在纺织行业的实际使用,取得了良好的效果。动力作为“边缘检测”设备的反应速度小于0.3s,即电机运行时,在收到指令后0.3s内可实现反转,要求24小时内连续频繁运行,同时要求进行大范围无级调速。这些功能在变频调速系统中很难实现。3.3用于家用电器:将克服当今洗衣机、空调、冰箱的缺陷,成为更完美的新一代产品。3.3.1目前世界上广泛使用的现代洗衣机主要有两种:一种是全自动波轮洗衣机,一种是全自动滚筒洗衣机。这两类洗衣机对电机的性能要求是一样的:即洗涤时电机要低速旋转,能适应频繁的正反转;脱水时,电机应高速旋转。为此,均采用2极/16极变极双速单相异步电动机,勉强满足使用要求,但调速性能差,效率低(一般在30%以下),起动电流大(特别是正反向频繁洗涤时,达到额定电流的7-8倍以上)。用SRD系统代替原来的2极/16极变极双速单相异步电动机可以克服上述缺陷。因为SRD系统速度范围宽,可以让“洗涤”和“脱水”以最佳速度工作;SRD系统良好的启动性能,可以消除洗涤时启动电流对电网的冲击,使洗涤和换向平稳无噪音;实现整个调速范围的高效率,大大降低功耗。3.3.2空调、冰箱的核心部件是压缩机,多由单相异步电机驱动进行两位通断控温,因此系统效率和功率因数低,温度波动范围大。而且启动时电流大,对电网影响严重。近年来有一种新产品“变频空调”,它用异步电变频调速系统代替单相异步电机空调,取得了制冷速度快、运行噪音低、高效节能等一系列优点,但由于变频调速系统通常运行在中低速,机械特性较差,系统效率和功率因数明显降低。而变频空调系统的压缩机电机大部分时间都是中低速运行,只有刚开机的时候才高速运行,所以这就给变频空调的节能优越性打了很大折扣。相反,SRD系统调速性能优异,电能-机械能转换效率更高,尤其是在中低速时。因此能有效克服变频调速系统的弊端,使节能更有效。总的来说,空调属于高耗能家电,如果能节能5%以上,必将获得更大的经济效益和社会效益。3.4在电动汽车和驱动中的应用由于燃油汽车的尾气严重污染环境,所以社会发展和改进无污染的电动汽车是必然的。要发展电动汽车,除了车载电池的高能密封外,还要使用性能和效率都很优秀的电机调速系统作为驱动力。SRD系统效率高、可靠性高、调速范围宽、起动和制动性能优良,是各种电动汽车最理想的动力之一。此外,国外还开发和使用了以下交通工具:电动自行车和摩托车、公交车、轮椅、高尔夫球车、割草机和小型电动汽车。3.5高速运行应用的开发由于SRM电机坚固耐用,开关频率要求相对较低,在叠片性能和轴承满足要求的情况下,可以高速驱动运行,因此开发高速SRD系统是另一个应用方向。据相关资料显示,美国为应用空间技术研制了转速为25000 r/min、功率为90Kw的高速SRD样机,其有效电机材料仅为10kg。4.结论虽然SRD系统在我国出现较晚,产业化工作滞后,但其特点目前尚未被广大用户所了解。但是,由于其优良的控制性能,SRD系统可以在一些领域,特别是在一些现有调速系统不能胜任的地方,取代仍然广泛使用的交流变频调速系统。因此,可以肯定,开关磁阻电机调速系统有望在21世纪大放异彩。

我在别的地方找到的。我还学了电控。看完之后我学到了一些东西。看看你看完能不能找到有用的东西。