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转子和定子气隙大磁阻怎么变

时间:2024-11-08 百科知识 版权反馈
【摘要】:开关磁阻电动机是基于磁阻最小原理运行的新型电动机,三相6/4开关磁阻电动机的截面结构如图2-22所示,每相对的两定子凸极上为相互串联的一相绕组,转子沿圆周均匀分布四个凸极,凸极上没有绕组线圈,定子与转子凸极之间有很小的气隙。开关磁阻电动机各相绕组的电流通断是由功率变换器实现的,功率变换器是连接电源与电动机绕组的开关部件。功率变换器的线路有多种形式,并且与开关磁阻电动机的相数、绕组形式有密切关系。

开关磁阻电动机是基于磁阻最小原理运行的新型电动机,三相6/4开关磁阻电动机的截面结构如图2-22所示,每相对的两定子凸极上为相互串联的一相绕组(A相绕组、B相绕组、C相绕组),转子沿圆周均匀分布四个凸极,凸极上没有绕组线圈,定子与转子凸极之间有很小的气隙。

图2-22 三相6/4磁阻电动机截面结构

如图2-23(a)所示,转子凸极2-4与C相凸极对齐,转子凸极1-3与A相凸极之间相差一个角度θ( 30θ= °)。此时若A相绕组通电,B、C相不通电,则在A相定子中建立了一个以A-A为轴线的对称磁场,磁通经定子轭、定子凸极、转子凸极和转子轭闭合,A-A对称磁场产生的弯曲磁力线沿逆时针方向的切向磁拉力,作用于转子上产生转矩,将转子凸极1-3向定子A相轴线方向拖动,使转子逆时针方向旋转。转子凸极轴线1-3逐渐向定子凸极的磁极轴线A-A靠拢,如图2-23(b)和图2-23(c)所示,当转子转过角度θ,转子凸极1-3与定子凸极A-A对齐时,磁场的切向磁拉力消失,转子将不再旋转。

图2-23 磁阻电机工作原理分析(0°~20°)

(a)0°;(b)10°;(c)20°

当转子转过角度θ,转子凸极1-3与定子凸极A-A对齐时,如图2-24(a)所示,转子凸极2-4与B相凸极之间相差角度θ。当B相绕组通电,A、C相不通电时,则在B相定子中建立了一个以B-B为轴线的对称磁场,磁通经定子轭、定子凸极、转子凸极和转子轭闭合, B-B对称磁场产生的弯曲磁力线沿逆时针方向的切向磁拉力,作用于转子上产生转矩,将转子凸极2-4向定子B相轴线方向拖动,使转子继续沿逆时针方向旋转。转子凸极轴线2-4逐渐向定子凸极的磁极轴线B-B靠拢,如图2-24(b)和图2-24(c)所示,当转子转过角度θ,转子凸极2-4与定子凸极B-B对齐时,磁场的切向磁拉力消失,转子将不再旋转。

图2-24 磁阻电机工作原理分析(30°~50°)

(a)30°;(b)40°;(c)50°

同理可以根据如图2-25所示对C相进行分析,若按顺序导通和关断A-A、B-B、C-C绕组电流的开关,则电动机转子将按逆时针方向持续旋转;若反序导通和关断C-C、B-B、A-A绕组电流的开关时,电动机转子将顺时针方向旋转。因此,改变定子凸极磁极绕组电流的通电顺序,就可以改变开关磁阻电动机的旋转方向;改变电流的大小,则可以改变电动机的转矩和转子转速;若是控制定子凸极绕组的通电时间,则可以产生与转子旋转方向相反的制动转矩。

开关磁阻电动机各相绕组的电流通断是由功率变换器实现的,功率变换器是连接电源与电动机绕组的开关部件。功率变换器的线路有多种形式,并且与开关磁阻电动机的相数、绕组形式(单绕组或双绕组等)有密切关系。

图2-25 磁阻电机工作原理分析(60°~80°)

(a)60°;(b)70°;(c)80°

A、B、C各相绕组通断电看似很简单,实际情况则复杂得多,绕组断电后产生的自感电流不会立即消失,要提前关断电源进行续流。为加大转矩,相邻绕组电流导通的时间会有重叠。控制电动机的转速、转矩,也要调整功率器件的开关时间。各相绕组的导通与关断时间与定子和转子之间的相对位置有直接关系,因此开关磁阻电动机安装有转子位置传感器为准确开关各相绕组电流提供信号,各相绕组的通断电必须根据转子的位置信号与控制参数决定,这些都需要控制器对功率变换器进行控制,控制器则由微处理器(单片机或DSP)以及外围接口电路组成。

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