基于Simplorer与Ansoft Maxwell的SRD系统联合仿真

开关磁阻电机系统（Switched Reluctance Drive，SRD）是机电一体化的新型电机系统，在现代电力电子、电磁分析手段及机械工艺等的长足发展下，SRD 的应用变得十分广泛。因磁场分布复杂，所以建立SRD的数学模型比较困难。本文将借助于运用Ansoft Maxwell搭建SRD的本体模型，运用Simplorer搭建SRD的控制电路模型，并将两者进行同步联合仿真，同步分析电机本体、外电路的数据，为SRD系统提供有效的参考。

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1 概述

开关磁阻电机是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统之后发展起来的最新一代无级调速电机，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。它具有调速系统兼具直流、交流两类调速电机的优点。SRD一般用于牵引中，高速性能是SRD的一个特长的方向。近年来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，大大提高了开关磁阻电机检测的可靠性和适用性，必将更大限度地显示SRD的优越性。

电机系统的开发是一项复杂的工程，若方法不当势必会耗时耗力，借助于Ansoft Maxwell、Simplore可分别实现电机本体、控制电路的仿真模型的建立，并且两者可以实现联合仿真功能，参数修改方便，结果经实践验证是比较可靠的，这为电机系统的开发提供了很好的仿真工具，可以为广大的工程技术人员所借鉴。

2 开关磁阻电机的结构特点

图1所示的为单相开关磁阻电动机结构，其定转子均为凸极结构，转子上既无永磁体又无绕组，定子绕组为集中绕组。可以看出该类电机的转子转动惯量小，动态响应迅速，无电刷和换向器，控制参数多、方式灵活等其他电机无法比拟的优点；适用于需要频繁调速和起动停止的场合[1][2]。

3 SRD的特點及仿真实现

开关磁阻电机是典型的双凸极电机，其工作原理遵循磁阻最小的原理而产生转矩的，所以绕组中的电流方向没有特别的要求，并且电机的各项集中绕组是独立的，也就是说各相的磁路相互独立，没有互感的影响，所以可以通过控制加到开关磁阻电机绕组中电流脉冲的幅值、宽度（即电流斩波控制，简称CCC）及其与转子的相对位置（即控制开关的导通角、关断角的角度位置控制，简称APC），即可控制开关磁阻电机转矩的大小与方向，这正是开关磁阻电机调速控制的基本