卢承领 朱立超

(1.皖西学院机械与电子工程学院，安徽 六安 237012；2.济宁学院物理与信息工程系，山东 济宁 273155)

开关磁阻电机开通角对比研究

卢承领1朱立超2

(1.皖西学院机械与电子工程学院，安徽 六安 237012；2.济宁学院物理与信息工程系，山东 济宁 273155)

在分析SR电机结构原理及传动系统的基础上，通过Simulink建立SR电机模型，通过改变模型中开通角的参数，采集对应相电流，作对比分析，得出开通角越大，电流线性上升的幅度减小的结论，为四相8/6极开关磁阻电机实物设计提供了一种有效的参考。

四相；传动系统；开通角；仿真

0 引言

开关磁阻电机(SR)主要由开关磁阻电动机和开关磁阻发电机2大类型，其中电动机在生产实践中最为常见。SR电动机为双凸极结构，结构简单坚固，目前应用较多的是三相12/8极结构和四相8/6极结构。SR电机的开通角在控制电机的各项参数中发挥着巨大作用，本文以四相8/6极开关磁阻电动机为例，对其传动系统进行建模，改变其开通角，得到相电流波形，分析不同开通角对相电流的影响。

1 结构原理及传动系统

1.1 结构原理

SR电动机的运行遵循“磁阻最小原理”，也即是磁通总是沿着磁阻最小的路径闭合，转子铁芯在转动到磁阻最小位置时，其主轴线与通电相主轴线重合。四相8/6极开关磁阻电动机工作原理如图1所示。

图1 8/6极SR电动机工作原理图

1.2 传动系统

开关磁阻电动机传动系统(SRD)主要由4部分组成：SR电动机、功率变换器、控制器、检测部分。功率变换器主要是把外部能量转化成适合SR电动机需要的能量形式，控制器主要处理位置检测和电流检测传递过来的信息并接受外界给予的命令。检测部分主要通过传感器等部件实现相应信息的检测。如图2所示。

图2 开关磁阻电动机传动系统

2 建模与仿真

2.1 位置传感器建模

图3 位置传感器模型

2.2 功率变换器模块建模

功率变换器采用双开关型主电路，当2只主开关IGBT1和IGBT2同时导通的时候，电源向电机绕组供电；当IGBT1和IGBT2同时关断时，相电流经续流二极管续流，将电机的磁场储能以电能形式迅速回馈电源，实现强迫换相，建立仿真模型如图4所示。

图4 双开关型功率变换器模型

2.3 系统建模

系统的功率变换模块封装如图5所示。电流滞环控制模块主要是实现电流滞环控制方法，为功率变换器的通、断提供信号，本文直接采用模块库中提供的环节，参数稍作修改使用，SR电动机模块修改其电机只读属性，根据数学模型中的相关变量，改变通往位置传感器的开通角，采集相电流I(A)进行对比分析。

3 结果分析

分别设置开通角30°和45°开通角，

图5 系统整体建模

采集对比波形如图6所示。

图6 相电流对比图

通过改变主开关开通角对控制电流大小的作用非常明显，开通角增大，电流线性上升的幅度减小，电流峰值和电流波形的宽度增大，为SR电机实物设计提供一种参考。

[1] 嵇丽丽.基于Matlab的开关磁阻电动机驱动系统非线性建模仿真[J].东南大学学报，2014(11)

[2] 孙会琴.基于Simuink的四相开关磁阻速度控制系统仿真[J].长江科学院院报，2014(1)

[3] 李洁，孙鹤旭，刘艺.对具有不同绕组结构的四相8/6极开关磁阻电机的性能仿真[A]. 2008全国博士生学术论坛电气工程论文集[C]，2008

本文系“六安市定向委托皖西学院市级研究项目”的研究成果，项目编号2013LW016

2014-09-15

卢承领(1985—)，男，山东菏泽人，硕士研究生，助教，研究方向：电机与电器。