1．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

2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

一、 开关磁阻电机及其发展

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)是一种新型调速电机,其调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点,是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统后的最新一代无极调速系统。开关型磁阻电动机调速(Switched Reluctance Drive,简称SRD)的结构简单坚固,调速范围宽,调速性能优异,且在整个调速范围内都具有较高效率,系统可靠性高。开关型磁阻电动机调速系统主要由开关磁阻电机、功率变换器、控制器与位置、电流检测器五部分组成。

在电气传动的发展历史中,19世纪80年代以前,由于最早出现的是直流电动机,因此当时直流传动是唯一的电气传动方式。直至19世纪末期,人类发现了三相交流电,并且解决了三相交流电传输以及分配的难题之后,三相异步电动机调速系统登上了历史的舞台,交流电气传动系统也在工业生产中逐步得到了广泛的应用。20世纪工业生产的快速发展及生产的进步对电气传动的要求提出了更高的要求,例如在电机的启动、制动方面,正反转控制方面,传动系统的精度、范围等静态特性以及动态响应方面。由于直流电动机在结构上的优点相对于交流电动机来说在技术上更容易达到的要求,所以在上个世纪60年代以前,在需要可逆、高性能调速的电气传动技术领域中,直流电动机传动系统一直占有统治性的主流地位。

由于直流电动机传动系统存在的一些缺点,造价高,有换向火花,体积大,重量重,维护相对困难等,使得直流电动机无法做成高速、大容量的机组,不易在多尘、潮湿、存在易燃气体的环境中使用,且其供电电压也有所限制。尤其是造价高,使得生产要求更好的替代产品出现。20世纪60年代以后,交流电气传动技术得到了飞速的发展,随着电力电子学微电子学以及现代控制理论等相关学科的发展,交流电气传动技术开始挑战直流电气传动的统治地位。尤其是交流电动机的矢量控制理论以及直接转矩控制理论的产生后,等到了广泛的应用推广。这项技术使得交流电机可以四象限运行(即正转、反转、电动、制动),使得交流电气传动系统具备了调速范围宽、稳态精度高、动态响应快速等良好的技术性能,交流电气传动系统的静态、动态性能已完全可以与直流传动系统相媲美。上世纪特别进入上世纪90年代,直流传动系统已被交流传动系统所取代,交流传动系统成为电气传动的主导。然而,交流传动系统也有着自身的不足之处,比如传动系统结构复杂、力矩指标有待进一步改进等一系列问题。

在电气传动技术飞速发展的时代背景下,上世纪80年代,开关型磁阻电动机(SRM)作为一种新型的交流调速系统,随着电力电子学、微电子学以及现代控制理论等相关学科的迅速发展而发展起来，开关型磁阻电动机(SRM)以其结构简单、运行可靠及效率高等优点,成为交流调速系统、直流调速系统的强有力的竞争者,例如在对目前市场上以变频器控制异步电动机的竞争,由于变频器控制系统造价高,且稳定性不好,返修率高等方面,开关型磁阻电动机控制系统(SRD)更加具有优势。

二、 轴向盘式电机的优势

轴向磁场盘式电机( Disk Machine)具有转动惯量比高、轴向长度短、体积小和重量轻等优点, 可获得与同功率径向磁场电机相同的电气性能。由于其结构特点, 盘式电机非常适合应用到要求短轴、薄型安装或低速、大转矩的应用场合, 本世纪70年代以来, 轴向磁场盘式电机在一些先进工业国家重新得到大力发展^{[ 1- 2]} 。

将盘式结构应用于开关磁阻电机, 就构成了轴向磁场盘式开关磁阻电机(AFSRM )这种电机兼具盘式电机的结构优势和开关磁阻电机的性能优势。文献^{[ 2]}已就单相轴向磁场盘式开关磁阻电机进行了一定的研究, 但是单相绕组不能充分发挥开关磁阻电机的调速性能, 且具有无法自起动的缺陷^[4] 。新型的轴向磁场盘式开关磁阻电机, 采用三相6 /4极结构, 克服了单相电机的缺陷。且其定转子结构较为简单, 加工成本低, 非常适合于低速、大转矩的应用场合。

三、 盘式开关磁阻电机工作原理

磁阻电动机是利用磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用齿极间的吸引力拉动转子旋转。

定子六个齿极上绕有线圈，径向相对的两个线圈连接在一起，组成一”相”，该电机有3相，结合定子与转子的极数就称该电机为三相6/4结构。为方便分析磁路，我们把相对的相分别标为a、b、c相，各相线圈由开关控制电流通断，约定转子启动前的转角为0度。

A相线圈接通电源产生磁通，磁力线从最近的转子齿极通过转子铁芯，磁力线可看成极有弹力的线，在磁力的牵引下转子开始逆时针转动；磁力一直牵引转子转到30度为止，到了30度转子不再转动，此时磁路最短。

为了使转子继续转动，在转子转到30度前已切断A相电源在30度时接通B相电源，磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，于是转子继续转动，磁力一直牵引转子转到60度为止。

在转子转到60度前切断B相电源在60度时接通C相电源，磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，转子继续转动，磁力一直牵引转子转到90度为止。

当转子转到90度前切断C相电源，转子在90度的状态与前面0度开始时一样，重复前面过程，接通A相电源，转子继续转动，这样不停的重复下去，转子就会不停的旋转。这就是磁阻电动机的工作原理。

新型轴向磁场盘式开关磁阻电机继承了普通开关磁阻电机的双凸极结构, 其结构示意图如图1所示。定子由定子盘和若干个粘附在盘面上的方形铁心组成, 在方形铁心上绕线圈构成励磁磁极。转子叠片的形状与一般开关磁阻电机的转子形状一样,厚度略厚于定子盘面。

新型AFSRM 遵循磁阻最小原理进行工作, 但由于采用轴向励磁, 磁路具有其特殊性。如图2所示,磁场在两个定子铁心和转子盘之间形成回路, 磁通平面与转子的运动方向相垂直, 一个磁通回路里包含2个气隙。当转子极处于与励磁磁极非对齐位置时, 磁通回路将在气隙剖面上发生切向扭曲, 定转子之间会产生了切向磁拉力, 从而形成电机工作的有效电磁转矩。

四、相关软件介绍

ANSYS 是非常流行的有限元分析商业软件包，可以进行结构分析、热分析、流体分析、电磁场分析和多物理场分析，是惟一真正实现多场耦合的计算机辅助工程（CAE) 软件。一个典型的ANSYS 分析过程可分为：创建有限元模型、施加载荷进行求解、查看分析结果等三个步骤。

参考文献

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