磁阻开关电机性能分析

本文摘要（由ai生成）：

本文介绍了基于 RMxprt 的 6/4 极 SRM 二维磁路模型的建立和分析。首先，通过给定一些电机相关的基本参数，建立了二维磁路模型，并分析了该模型运行时磁链与不同位置电流的关系。然后，通过对 SRM 的二维模型进行仿真分析，探讨了转速、开通角、叠片长度和绕组匝数等因素对电机发电性能的影响。结果表明，随着转速的增加，输出转矩和电流波形的幅值逐渐减小；开通角的增大会导致输出转矩和电流波形的幅值增大；叠片长度的增加会导致输出转矩和电流波形的幅值减小；绕组匝数的增加会导致输出转矩和电流波形的幅值增大。

在模型建立之前，先给定一些电机相关的基本参数，如表1-1所示。由已知参数便可以搭建得到二维磁路模型，如图1.1所示。

图1.1 6/4极SRM基于RMxprt的二维磁路模型

该模型运行时磁链与不同位置电流的关系如下图1.2所示。输入的直流电路、工作效率、输出功率、输出转矩与转速的关系如下图1.3~1.6所示。额定相电流、磁链以及相电压如图1.7~1.9所示。

图1.2 磁链与不同位置电流的关系图

图 1.3 输入的直流电路与转速的关系图

图1.4 SRM 输出功率与转速的关系图

图1.5 SRM工作效率与转速的关系图

图1.6 SRM 输出转矩与转速的关系图

图1.7 额定相电流波形图

图1.8 磁链波形图

图1.9 相电压波形图

建立二维模型如下，如下图 3.10 所示。 外电路如下图 1.10所示。

图1.10 SRM 的二维模型图

图1.11 SRM的二维模型图

（a）位置角为0°时的磁力线分布        （b）位置角为45°时的磁力线分布

图3.12 磁力线分布

（a）位置角为0°时的磁密云图          （b）位置角为45°时的磁密云图

图3.13 磁密云图

   图3.13中，蓝色越深的地方表示该处磁感应强度越大。位置角为0°时候对应的磁密大小为8.1343*10^-6,在位置角45度时候，已经变为1.0891*10^-5，说明角度的增大会降低磁感应强度数值。这是由于角度增大，气隙磁阻相对较小的原因所决定的。

发电性能仿真分析

转速对电机发电性能的影响

 （a)输出转矩波形               (b) 输出转矩波形   

图 转速为10000r/min 时的转矩和电流波形

   （a)输出转矩波形               (b) 输出转矩波形   

图 转速为15000r/min 时的转矩和电流波形

（a)输出转矩波形                         (b) 输出转矩波形   

图 转速为20000r/min 时的转矩和电流波形

（a)输出转矩波形                         (b) 输出转矩波形   

图 转速为 25000r/min 时的转矩和电流波形

1.3.2 开通角对电机发电性能的影响

（a）输出转矩                          （b）三相电流波形

图 开通角35度时候的转矩和电流波形

(a) 输出转矩                          （b）三相电流波形

图 开通角40度时候的转矩和电流波形

(a) 输出转矩                          （b）三相电流波形

图4 开通角40度时候的转矩和电流波形

1.3.3 叠片长度对电机发电性能的影响

(a) 输出转矩波形                       （b) 电流波形

图 叠片长度为45mm的转矩和电流波形

(b) 输出转矩波形                       （b) 电流波形

图 叠片长度为50mm的转矩和电流波形

(c) 输出转矩波形                       （b) 电流波形

图 叠片长度为55mm的转矩和电流波形 

1.3.4绕组匝数对电机发电性能的影响

（a）输出转矩波形                       （b）电流波形

图 绕线匝数166时的转矩和电流波形

（a）输出转矩波形                          （b）电流波形

图 绕线匝数166时的转矩和电流波形

（a）输出转矩波形                          （b）电流波形

图 绕线匝数186时的转矩和电流波形