开关磁阻电机应用于哪些领域?

   2022-08-29 00:01:34 网络690
核心提示: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

开关磁阻电机应用于哪些领域?

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无刷及永磁有刷两种,然而采用开关磁阻电机驱动有其独特的优势。当高能量密度和系统效率为关键指标时,开关磁阻电机变为首选对象。 SRD开关磁阻电机驱动系统的电机结构紧凑牢固,适合于高速运行,并且驱动电路简单成本低、性能可靠,在宽广的转速范围内效率都比较高,而且可以方便地实现四象限控制。这些特点使SRD开关磁阻电机驱动系统很适合电动车辆的各种工况下运行,是电动车辆中极具有潜力的机种。SRD的最大特点是转矩脉动大,噪声大;此外,相对永磁电机而言,功率密度和效率偏低;另一个缺点是要使用位置传感器,增加了结构复杂性,降低了可靠性。因此无传感器的SRD也是未来的发展趋势之一。其优点主要表现在以下几个方面: (1)开关磁阻电机不仅效率高,而且在很宽的功率和转速范围内都能保持高效率,这是其它类型驱动系统难以达到的。这种特性对电动车的运行情况尤为适合,有利于提高电动车的续驶里程。 (2)开关磁阻电机很容易通过采用适当的控制策略和系统设计满足电动车四象限运行的要求,并且还能在高速运行区域保持强有力的制动能力。 (3)开关磁阻电机有很好的散热特性,从而能以小的体积取得较大的输出功率,减小电机体积和重量。 (4)通过调整开通角和关断角,开关磁阻电机完全可以达到它激直流电机驱动系统良好的控制特性,而且这是一种纯逻辑的控制方式,很容易智能化,从而能通过重新编程或替换电路元件,方便地满足不同运行特性的要求。 (5)开关磁阻电机无论电机还是功率变换器都十分坚固可靠,无需或很少需要维护,适用于各种恶劣、高温环境,具有良好的适应性。 3.2 纺织工业应用 近十多年来我国纺织机械行业的机电一体化水平有了较明显的提高,在新型纺织机械上普遍采用了机电一体化技术。这项技术的内容包含了先进的信息处理和控制技术,即以计算机为核心,有PLC、工控机、单片机、人机界面、现场总线等组成的控制系统;先进的驱动技术,有变频调速,交流伺服,步进电机等;检测传感技术和执行机构;精密机械技术等。棉纺织设备较有代表性的机电一体化产品,例如新型的粗纱机、分条整经机、浆纱机等。其中, 无梭织机的主传动技术也有了新的突破:采用开关磁阻电机作为无梭织机的主传动带来许多好处,减少传动齿轮、不用皮带和皮带盘,不用电磁离合器和刹车盘,不用寻纬电机,节能10%等优点,国内已有开关磁阻电机和驱动器的产品(北京中纺机电研究所),目前还在与无梭织机主机厂合作,共同开发应用技术,希望能尽快取得成功,填补国内空白。 3.3 焦炭工业应用 开关磁阻电机(SRD)因其起动力矩大、 起动电流小,可以频繁重载起动,无需其它的电源变压器,节能,维护简单,特别适用于矿井输送机、电牵引采煤机及中小型绞车等。

开关磁阻电机的机械特性分为(+)区、(+)区和(+)区?

开关磁阻电机调速系统(SRD)是当今世界最新、性能价格比最高的调速系统。它是一种基于改变供电电源频率的调速方式——交流变频调速系统应运而生。而开关磁阻电机调速系统(又称开关磁阻电机驱动系统)简称SRD系统,是它们中崭新的一种系统,并且已经是智能化和模块化,不仅调速性优越,而且各种保护功能也很完善,已在很多方面大量使用。这项技术一经问世,便以其宽广的调速范围,良好的机械特性,卓越的启动制动性能,节能,易维护等一系列突出优点而引起电气及其他行业的关注。SRD系统是磁阻电动机和电力电子技术相结合而产生的一种机电一体化装置,主要由SRM开关磁阻电动机、功率变换器、单片机(或DSP芯片)、电流及位置检测器等五大部分组成。其组成与特点: 1.1开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,简称SRM) 是系统中实现能量转换的部件, 它与传统的磁阻电动机相比,具有本质的区别。在结构上,SRM采用双凸极形式,即定子、转子均为凸极式构造;定子线圈采用集中式而不是分布式绕组;加在定子绕组上的电压为不连续的矩形波而非连续的正弦波。转子仅由硅钢片叠压而成,既无绕组也无永磁体,定子各极上绕有集中绕组。图2所示为8/6极(定子八极、转子六极)四相SRM剖面图. SRM有两种独特的运行方式:低速时采用电流斩波方式;高速时采用单脉冲角度控制方式。在电流斩波方式中,系统是通过调节相绕组电流的大小来控制转矩,因此能准确知道绕组中实际电流的大小,对电流进行反馈是很必要的;在角度位置控制方式中,系统通过调节触发角和关断角来实现对转矩的控制,此时电流己不再作为控制量,但为了防止系统过载或故障则要进行过流保护,所以系统中需要进行电流检测。 1.11开关磁阻电动机(SRM)工作原理遵循“磁阻最小原理”,通电后,磁路有向磁阻最小路径变或化的趋势。当转子凸极与电子凸极错位时,气隙大、磁阻大:一旦定子磁极绕组通电,就会形成对转子凸起的磁拉力,使气隙变小一一磁路磁阻变小。与此同时用电子开关按一定逻辑关系切换定子磁极绕组的通电相序,即可形成连续旋转的力矩。开关磁阻调速电动机的调速功能是由开关磁阻电动机转子位置检测器、功率变换器和控制器(即单片机或DSP芯片)共同配合实现的。

为开关磁阻电动机的机械特性,至所以说它机械特性好是因启动转矩大于额定转矩的2-3倍。功率变换器是开关磁阻电动机-运行时所需能量的提供者,是连接电源和电动机绕组的开关部件。通过它将电源能量馈入电机,也可将电机内的磁场储能反馈回电源,其功率变换电路所用的开关部件为快速绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。 理论与实践证明:SRD系统在单位体积转矩值、效率、逆变器伏安容量及其性能参数上,可与目前的变频调速系统竞争。该机种在转矩/转动惯量的比值上占有较大的优势,特别是两种临界转速的,使可变范围广,可控因素多,是一种较理想的新型调速系统。 值此需要特别指出,它与众不同的是,SRD系统很容易通过改变电动机的工作方式和控制参数实现不同的性能特点和满足特殊的性能指标,尤其当采用单片机或DSP单片可编程微处理器芯片为控制核心时,往往只需通过修改软件,便能满足用户许多不同的性能要求。 随着科技能力的不断进步,以及半导体集成控制技术水平的提高,SRD系统已有了系列化产品,其多种中小功率SRD系统在不同的工业部门和家用电器中得到应用。 2、SRD系统的特性 主要表现在: *启动电流小(≤30%额定电流),启动转矩大,大于额定转矩的2--3倍; *调速范围广;调速比大于20:1,调速平滑无极; *负载特性好;稳定精度高,在负载大小变化时,转速保持不变其稳速精度≤正负0.5%; *系统效率高,从低速、中速到高速,系统效率均达到85%以上; *机械结构牢固,可免维护运行; *具有启动时低电流、大转矩的特性,其电动机和控制器在启动过程中电流冲击小,发热较连续额定运转时还小; *在制动运行和电动运转时,同样具有优良的转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的场合,转换频率可达1000次/h。正因为具有以上特点,所以能开发应用的领域相当广泛。 3、开关磁阻电机调速系统(SRD)的应用 开关磁阻电机调速系统(SRD)的应用范围非常广泛,随着科技能力的不断进步,以及半导体集成控制技术水平的提高,SRD系统已有了系列化产品,其多种功率SRD系统在不同的工业部门和家用电器及国防军工中得到应用。如需频繁启动、停止、快速频繁正反转及需在很宽范围内调速的设备。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,科研试验设备、医疗设备、食品、印刷机械、汽车、电力机车及空间技术、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见机床,其切削过程为: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作直线往复运动。单就工作台的传动电机则要求:*能频繁快速地实现启动、制动及正反旋转,并能在直线往复运动中自动平稳地变换速度。*能在≥20的速比范围内平滑地调速。*能在工件吃刀后,不低于吃刀前速度的95%。*在任一速度下换向时,冲击电流限制在允许值内。*工作台在往复换向时切削点过切刀的距离不超过7一Bom,并能实现良好地制动。 过去多采用直流电动机和直流调速系统,虽然在性能上满足了需要,但缺点是:结构复杂,体积大,操作麻烦,维护量多,效率低,能耗高。近年来,使用了SRD后,省去了减速器,简化了结构,方便了操作,减少了能耗,降低了成本。 3.2 用于纺织“探边”设备 经过纺织行业的“探边” 与“对中”设备的实践使用,取得了较好的效果。对作为“探边”设备的动力,其反应速度小于0.3s,即电动机运转时,接到指令后,能在0.3s内实现反转,并要求在24小时内连续频繁运转,同时要求在较宽广范围内进行无级调速。这些功能都是在变频调速系统难以实现的。 3.3 用于家用电器: 将克服当今洗衣机和空调机、电冰箱的缺陷,成为更完善新一代产品。 3.3.1 目前世界上使用面广的现代洗衣机主要有二大类:一是波轮式全自动洗衣机,二是滚筒式全自动洗衣机。这两类洗衣机对电动机有共同的性能要求:即洗涤时要电机低速旋转,且能适应频繁正反转;脱水时要电机高速旋转。为此,它们均采用一种2极/16极变极双速单相异步电动机,勉强达到使用要求,但存在着调速性能差与效率低(一般均在30%以下)、启动电流大(特别是作频繁正反转洗涤状况时竟达到额定电流的7--8倍以上)。 而采用SRD系统代替原2极/16极变极双速单相异步电动机,则可以克服上述缺陷。因SRD系统有宽广的调速范围,可以使“洗涤”与“脱水”均工作在最佳的转速上;SRD 系统良好的启动性能可消除洗涤过程中启动电流对电网的冲击,使冼涤、换向平稳无噪声;实现全部调速范围的高效率,大大减少耗电量。 3.3.2空调、电冰箱的核心部件都是压缩机,大都是由单相异步电动机带动压缩机,作二位置式的通断控温,因而系统效率与功率因数均低,并且温度的起伏范围大。况且启动时因电流大对电网有严重的冲击。虽则近年来有“变频空调”新产品,它采用异步电动变频调速系统取代单相异步电机空调机并获得了制冷速度快、运行噪音小,效率高,节能等一系优越性,但由于变频调速系统通常运行在中、低速时,机械特性差,系统效率和功率因素下降明显。而变频空调系统的压缩机电机恰恰大多数时间运行在中、低速,仅在刚刚开启才会运行在高速,所以这给变频空调的节能优越性大大地打了个折扣。反之SRD系统具有优良的调速性能,有更高的电能--机械能转换效率,特别是在中低速时,优势尤为突出。从而能有效的克服了变频调速系统的弊端,使节能更为有效。一般情况下,空调均是高耗能型家电,如果能节5%能以上,必将会获得较大的经济与社会效益。 3.4在电动车与驱动上的应用 由于燃油汽车废气严重污染环境,故发展和完善无污染的电动车是社会的必然。而发展电动车除了随车的蓄电池要有高能量密封之外,再则就是要有性能和效率很优越的电动机调速系统作动力。而SRD系统高效率、高可靠性、宽广的调速范围,卓越的启、制动性能,它是各类电动车最理想的动力之一。 除此以还,国外还在下列车辆中开发使用: 电动自行车和电动摩托车、公共汽车、轮椅车、高尔夫球车、割草机、小型电动汽车。 3.5高速运行应用场合的开发 由于SRM电动机具有坚固性和需要相对低的开关频,所以在叠片性能和轴承满足的条件下可作高速传动与运行,为此作为开发高速SRD系统又是一个应用方向。据有关资料,美国为空间技术应用研制了25000r/min、90Kw的高速SRD样机,其电动机有效材料仅为10Kg。 4、结束语 虽然SRD系统系统在我国出现较晚,产业化工作滞后,它的特点目前尚未被广大用户所了解,但由于SRD系统具有十分优良的控制性能,从而使得某些领域可取代现在仍广泛采用的交流变频调速系统,特别是在一些现有调速系统难以胜任的场所,发挥作用。为此,可以肯定开关磁阻电动机调速系统可望在21世纪尽显光彩。

(我在别的地方找的,我也是学电控的,看后有点收获,看看你看过后能不能找到有用的吧~~)

有人知道中矿大传动设备有限公司吗?

电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。 根据电动机按起动与运行方式不同,可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机,三相电动机。

根据电动机按转子的结构不同,可分为笼型感应电动机,你在用的就是这一种(旧标准称为鼠笼型异步电动机)和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线型异步电动机)。鼠笼就是一个闭合的线圈。

(1)当三相异步电机接入三相交流电源(各相差120度电角度)时,三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势(定子旋转磁动势)并产生旋转磁场,该磁场以同步转速沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转。

(2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体(转子绕组是闭合通路)产生感应电动势并产生感应电流(感应电动势的方向用右手定则判定)。

(3)根据电磁力定律,在感应电动势的作用下,转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。载流的转子导体在定子产生的磁场磁场中受到电磁力作用(力的方向用左手定则判定),电磁力对电机转子轴形成电磁转矩,驱动电机转子沿着旋转磁场方向旋转,当电动机轴上带机械负载时,便向外输出机械能。由于没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先,电机转动方向与旋转磁场方向相同。

如果我的回答对你有帮助请帮我采纳!

开关磁阻电机与永磁同步电机哪个更节能

我知道,全称是徐州中矿大传动与自动化有限公司。徐州中矿大传动与自动化有限公司是一家集设计、开发、制造、销售、服务为一体的高新技术企业。公司借助中国矿业大学的国家重点学科“电力电子与电力传动”的学科优势,同时又作为江苏省电力传动与自动控制工程技术研究中心的依托单位,从1997年成立之日起一直致力于中高压大功率交、直流电机调速系统和矿井综合自动化系统研发和生产。

公司拳头产品——具有自主知识产权的采用三电平变频技术的交流电力传动全数字调速电控系统为国家重点新产品,在兆瓦级绕线电机双馈转子变频调速系统、鼠笼电机定子变频调速系统、同步电机变频调速系统等方面广泛应用于全国三十多个大型矿业集团公司,满足了工矿企业“节能降耗、安全可靠、增产提效”的需求,受到用户高度评价。此外我公司又研发了开关磁阻电机调速系统、防爆变频器及风电变频装置,大大拓展了公司产品的应用范围。 公司多项技术获得国家专利及省部级科技进步奖,特别是“矿山大功率高性能电力传动关键技术与应用”项目获得2009年国家科技进步二等奖。目前公司承担“交流变频调速矿井提升机电控设备”国家煤炭行业标准的起草工作。新标准将致力于从煤矿需求出发、结合矿井提升机的发展趋势,前瞻性地制定矿用提升机电控行业规范,为我国煤炭安全生产保驾护航。

公司以其领先的技术、优异的产品性价比和迅速高效的售后服务,正在成为国内最具实力和影响力的变频器专业化制造企业。

要看使用场所和负载。开关磁阻电机和步进电机类似不过步进电机转子是永磁,磁阻电机是带有凸极的铁芯,扭矩大。同步电机功率密度高,调速容易,大功率永磁同步电机和异步电机一样,起动过程复杂,抗过载不如异步电机好,对冷却系统要求高,价格贵。

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