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開關磁阻電機的發展及展望

開關磁阻電機的發展及展望

發布日期:2014-12-08 00:00 來源: 點擊:

  開關磁阻電機的調速系統兼具直流、交流兩類調速系統的優點,是繼變頻調速系統、無刷直流電動機調速系統之後發展起來的最新一代無級調速系統,是集現代微電子技術、數字技術、電力電子技術、紅外光電技術及現代電磁理論、設計和制作技術爲一體的光、機、電一體化高新技術。 

  英、美等經濟發達國家對開關磁阻電動機調速系統的研究起步較早,並已取得顯著效果,男人的天堂功率等級從數w直到數百kw,廣泛應用于家用電器、航空、航天、電子、機械及電動車輛等領域。 

  開關磁阻電機的概念 

  開關磁阻電機是80年代初随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种新型调速驱动系统,具有结构简单、运行可靠及效率高等突出特点,成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力的竞争者,引起各国学者和企业界的广泛关注。跨国电机公司Emerson电气公司还将開關磁阻電機视为其下世纪调速驱动系统的新的技术、经济增长点。目前開關磁阻電機已广泛或开始应用于工业、航空业和家用电器等各个领域。 

  1970年,英国Leeds大学步进电机研究小组首创一个開關磁阻電機(Switched Reluctance Motor, SRM)雏形,这是关于開關磁阻電機最早的研究。1972年,进一步对带半导体开关的小功率电动机(10w~1kw)进行了研究。到了1975年有了实质性的进展,并一直发展到可以为50kw的电瓶汽车提供装置。1980年在英国成立了開關磁阻電機驱动装置有限公司(SRD Ltd.),专门进行SRD系统的研究、开发和设计。1983年英国(SRD Ltd.)首先推出了SRD系列男人的天堂,该男人的天堂命名为OULTON。1984年TASC驱动系统公司也推出了他们的男人的天堂。另外SRD Ltd. 研制了一种适用于有轨电车的驱动系统,到1986年已运行500km。该男人的天堂的出现,在电气传动界引起不小的反响。在很多性能指标上达到了出人意料的高水平,整个系统的综合性能价格指标达到或超过了工业中长期广泛应用的一些变速传动系统。 

  從上世紀90年代國際會議的上有關SRD系統的文章來看,對SRD系統的研究工作已經從論證它的優點、開發應用階段進入到設計理論、優化設計研究階段。對SR電機、控制器、功率變換器等的運行理論、優化設計、結構形式等方面進行了更加深入的研究。 


  開關磁阻電機发展趋势 

  作为一种新型调速驱动系统,開關磁阻電機以其结构简单、低成本、高效率、优良的调速性能和灵活的可控性,愈来愈得到人们的认可和应用。目前已成功应用于在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中,成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力竞争者。 

  美國、加拿大、南斯拉夫、埃及等國家都開展了SRD系統的研制工作。在國外的應用中,SRD一般用于牽引中,例如電瓶車和電動汽車。同時高速性能是SRD的一個特長的方向。據報道,美國爲空間技術研制了一個25000r/min、90kW的高速SRD樣機。SRD系統的研究已被列入我國中、小型電機“八五”、“九五”和“十五”科研規劃項目。 

  华中科技大学開關磁阻電機课题组在“九五”项目中研制出使用SRD的纯电动轿车,在“十五”项目中将SRD应用到混合动力城市公交车,均取得了较好的运行效果。纺织机械研究所将SRD应用于毛巾印花机、卷布机,煤矿牵引及电动车辆等,取得了显着的经济效益。 

  近年来功率电子技术,数字信号处理技术和控制技术的快速发展,而且随着智能技术的不断成熟及高速高效低价格的数字信号处理芯片(DSP)的出现,利用高性能DSP开发各种复杂算法的间接位置检测技术,无需附加外部硬件电路,大大提高了開關磁阻電機检测的可靠性和适用性,必将更大限度地显示SRD的优越性。 

  90年代进一步以计算机控制的柔性制造系统、主体仓库、机器人进行装配等组合起来,由计算机控制材料、部件的供应管理、达到全厂高效率、高质量的全自动化均衡男人的天堂,设计和制造水平不断提高,专用控制芯片和集成功率器件不断被开发出来,開關磁阻電機性能和适用性不断增强。随着国民经济建设的日益发展,各行各业的机械化、自动化程度越来越高,为開關磁阻電機提供了巨大的潜在市场。


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