SRD的基本构成与工作原理解析

SRD是一新型的机电一体化交流调速系统，它融新的电动机结构——SR电动机与现代电力电子技术、控制技术为一体，如图1-5所示。

图1-5 SRD基本构成

SR电动机是SRD中实现机电能量转换的部件，也是SRD有别于其他电动机驱动系统的主要标志，其工作原理及特点已在1.2节中阐述。

功率变换器向SR电动机提供运转所需的能量，其由蓄电池或交流电整流后得到的直流电供电。由于SR电动机相电流是单向的，故可采用单极性的功率变换器，这使得其功率主电路不仅简单，且具有普通交流及无刷直流驱动系统所没有的优点，即相绕组与主开关器件是串联的，因而可预防短路故障。SR电动机功率变换器主电路的结构与供电电压、SR电动机及控制器设计紧密相关（详见第3章）。图1-6所示为四相（8/6）SR电动机双极性功率变换器主电路。图中，A、B、C、D为电动机相绕组，V_A～V_D为各对应相的主开关器件，VD_A～VD_D为对应的续流二极管。(www.xing528.com)

图1-6 四相（8/6）SR电动机双极性功率变换器主电路

控制器是系统的中枢，其综合处理速度指令、速度反馈信号及电流传感器、位置传感器的反馈信号，控制功率变换器中主开关器件的工作状态，实现对SR电动机运行状态的控制。例如，图1-2所示的四相SR电动机，当采用图1-6所示的功率变换器主电路时，若控制器发出一系列控制信号，使各相主开关器件按V_A→V_B→V_C→V_D循序导通且控制各相的开通角θ_on和关断角θ_off，如图1-4所示，电动机则连续按逆时针旋转，并输出机械能；若输出相反顺序的主开关触发信号，则反转。

1.2节的分析表明，由于不同转子位置处相电感L（θ，i）及∂L/∂θ不同，故控制相绕组开通角θ_on和关断角θ_off即可改变相电流的大小及波形，由此将产生不同的电磁转矩、转速、转向及运行状态，因此为了以最有效的方式产生所需的转矩，控制器必须借助从位置传感器获得的转子位置信号，以保证在合适的时刻接通或断开相应的相绕组。