开关磁阻电机驱动系统的发展动向
詹琼华（华中理工大学）
【摘 要】根据国外有关资料，介绍开关磁阻电机驱动系统近年的发展动向和应用概况。与变频异步电机驱动系统和直流电机调速系统相比，开关磁阻电机驱动系统有着广阔的应用前景。
【叙 词】磁阻电动机开关／驱动系统发展应用动向
1引言
开关磁阻电机驱动系统(srd)近年有较大的发展。本文根据文献[l]及其他有关资料对srd的****动向作一个综合介绍。
我曾经介绍过（见文献[2]）srd系统是一种新型无刷驱动系统。它主要由3部分组成：带有位置检测的电动机、功率变换器和控制器。
sr电动机由普通电工钢片叠翩的凸极定子和安装有某种位置检测器的凸极转子组成。从磁拉力产生转矩角度看．sr电动机可以看成大步距角的步进电动机。从利用位置检测器反馈信号控制定子绕组中电流换相的角度看．sr电动机与无刷直流电动机相似。但是实质上它们不尽相同，sr电动机有它自己的特点：
a．srd是闭环控制，绕组中的电流是单极性的。
b．每相绕组的电路是独立的。
c．srd的特胜和可控性可以等效于直流电动机驱动系统。
srd系统的突出优点在于：高单位体积输出；在很宽的转矩／速度范围内的高效率；高的起动转矩和究广的调速范围；快速的动态响应；坚实的结构，简单可靠的功率开关线路；可编程运行；较好的热特性以及制造成本低。
2功率和速度范围及应用领域
目前，sr电动机应用场合和销售市场有：家用电器（如食物处理器）、通用工业、伺服与调速系统、牵引电机、高速电机（如纺纱机和离心机）以及汽车辅助设备等。转矩范围为0. 01～10anm，功率范围是从10w（在10000r/min时）到5mw(在50r/min时)。速度达100000r/min。
ge公司的航空发电机转速48000r/nun．brothor公司拥有的特殊纺织机转速可高达100000r/min。
实际上，多数srd驱动系统转速范围为1500～1800r/min。它适合于目前采用50hz或60hz供电的有源逆变器型感应电动机系统的用户。转速在750～3000r/min范围的srd系统适合于传统直流电机系统的用户。这说明srd系统中多数仍作为需要4象限运行的一般用途的驱动系统。
另外，srd系统还有其它的应用领域。例如，用于需要较长起动时间(30nun)的大型离心机，用于高速场合的高转速sr电动机，工业用速度调节器，它可以在取消变速箱情况下，使传动比达到20:1．同时获得接近于伺服系统隧能的整体效益。还可用于12v的汽车辅助设备中，它显示出超出永磁电机的大功率和高效率的优势，并避免了发电机高速时的的换相延迟和功率控制时的错误锁定。
3 srd系统的性能与应用
3.1通用型sr电机的特性
图1是一台通用型sr电动机的典型特性，它是一台中心高132mm的tef-c电机的测试结果。可以看出，sr电机在所有转速下，产生的转矩都高于感应电机；它不需额外冷却条件，在很大的转速范围内保持满载转矩；在所有转速下，都有足够的过载转矩以及在堵转和低速时具有很大的备用转矩；很容易得到高达4:1或5:1的恒功率区；在很多情况下，由于低速性能的差别使得sr电机可以比感应电机小一到两个机座号。
该电机是英国在1988年后设计制造的第2代产品，功率从原来7. 5kw(1500r/min)提高到10kw (1500r/min)的sr电动机。从图中可看出srd系统可在较宽广的运行区域内获得高效率。这一重要特性在图2中表示的更加清楚。该图示出了同一台被试电机在全部运行区域的等效率曲线。结果清楚表明，在转速偏离额定值百分之三十的范围内，任何转矩值下的效率仍可维持在百分之七十五。高的能量利用与短的回馈时间使sr电机有很宽广的应用场合，其中包括风机、泵、压缩机传动（这些传动占全部工业用电量的一半）。图3示出在同样的风机型负载下，第1代、第2代sr电机与逆变器型标准的感应电动杌、带逆变器的高效型感应电动机及涡流耦合器的速度效率特性的比较。系统额定功率为22kw。这种高效率 |
