开关磁阻电机系统设计开题报告

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1、 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料， 每人撰写 3000 字左右的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。 文文 献献 综综 述述 开关磁阻电机驱动系统由开关磁阻电机、功率变换器、控制器和检测器四部分组成， 是 20 世纪 80 年代迅猛发展起来的一种新型调速电机驱动系统。它的结构极其简单坚固， 调速范围宽，调速性能优异，而且在整个调速范围内都具有较高的效率，系统可靠性高， 是各国研究和开发的热点之一。产品已广泛或开始应用于电动车驱动、家用电器、通用工 业、航空工业和伺服系统等各个领域，覆盖功率范围 10W5MW 的各种高低速

2、驱动系统， 呈现强大的市场潜力 开关磁阻电机的最早文献记载可追溯到 1838 年，英格兰学者 Davidson 制造了一台用 以推动蓄电池机车的驱动系统。 据 SRD LTD.的 FULTON 博士在英国磁学一次研讨会上指出， Davidson 的蓄电池机车重数吨，而最高速度却达不到一个人推动时所能获得的速度。由于 当时采用的是机械开关，其运行特性、可靠性和机电能量转换效率都是很低的，从而难以 引起人们的关注。本世纪 20 年代，英国学者 C.L.Walker 发明并取得步进电机的专利，初 具了现代 VR 步进电机和开关磁阻电机的许多特征。随着电力电子器件和电磁场计算技术 的发展，开关磁阻电机

3、又逐步吸引了人们的注意力。60 年代后，国外开始对 SR 电机进行 深入的研究和论证。70 年代左右，英国 Leeds 大学步进电机和磁阻电机研究小组首创了一 台现代开关磁阻电机的雏形， 并进行了实验研究， 发表了许多论文。 福特电机公司 Unnewehr 和 Korch 以及 Bausch 等学者对轴向气隙、晶闸管控制的开关磁阻电机的研究，使研究工 作进入了一个新的发展阶段。但使这一新型可变速驱动系统最终能引起人们的极大关注， 则得力于英国学者 P.J.Lawrenson 及其同事们杰出贡献。1980 年，Lawrenson 及其同事在 ICEM 会议上，系统地介绍了他们的工作成果，阐述了

4、SR 电机的原理及设计特点，在国际 上奠定了现代 SR 电机的地位。同年，英国成立了世界上第一家开关磁阻电机驱动装置有 限公司（SRD .LTD） （SRD LTD 现已并入美国电气公司） 。在 SRD LTD 早期的注册中，最著 名的是 TASC DRIVES（现为 GRASEBY controls）推出的取名 OULTON 系列的 SRD 产品。1984 年 TASC DRIVES 在第五次国际销售会议上，全面地宣传了 422KW 四个规格的系列产品。 此外，SRD LTD 试制了 30KW SRD，用于 GEC 市内有轨电车牵引，两年内在各种十分恶劣的 1 运行环境下 ，2410KM（1

5、5000MILE）的试车体现了良好的操纵性和可靠性，噪声也很低。 目前，SR 电机得到了很大的发展，产品已经广泛地或开始应用于电动车驱动系统、家用电 器（洗衣机、食品加工机械等） 、通用工业（风机、泵、压缩机等） 、伺服与调速系统、牵 引电机、高转速电机（用于纺织机，航空电动机，电动工具、离心机传动等） 。功率范围 从 10W（转速为 10000r/min）到 5MW（转速为 50r/min） ，转速上限高达 100000r/min，几 乎难以找到 SR 电机不适合的领域。 除英国外，美国、加拿大、前南斯拉夫、埃及、土耳其等许多国家也都在积极开展 SR 电机的研究工作。美国空军和 GE 公司联

6、合开发了航空发动机用 SRD 起动/发电机系统，有 30KW、270V、最大转速为 52000r/min 和 250KW、270V 最大转速为 23000r/min 两种规格， 取得了良好的应用效果。加拿大、前南斯拉夫在 SR 电机的运行理论、电磁场分析等方面 做了大量的研究工作。埃及则对小功率的单相、两相开关磁阻电机的结构、起动性能等方 面进行了许多研究。一些学者还研究了新型结构的 SR 电机，如盘式 SR 电机、外转子式 SR 电机、直线式 SR 电机和无位置传感器的 SR 电机等。 传统观念中的磁阻式同步电机的效率和单位体积出力均低于异步电动机，现代 SR 电 机会怎样呢？这是人们十分关注的问题。理论研究和实际应用表现，由于 SR 电机采用了 独特的结构和相应的控制策略，其单位体积出力完全可以与异步电动机相媲美，甚至还略 占优势，更可贵的是在整个调速范围内系统效率都可维持在较高的水平。1989 年，Harris 教授将 SR 电机与异步电动机做了详细的比较，结论表明，SR 电机在效率、单位体积出力 方面均是优胜者。 我国对开关磁阻电机调速系统的开发研究开始于 1984 年