饱和对功率变换器伏安容量的影响

由式（2-39）、式（3-23）得m相SR电动机的总平均电磁转矩为

若不计空载损耗，m相SR电动机的输出平均功率为

因为不饱和条件下，c=1，则据式（3-27），得饱和与不饱和SR电动机功率变换器伏安要求之比γ为

由式（3-4）及式（3-26）得以峰值电流定义的功率变换器单位功率伏安值（kVA/kW）为

因为不饱和条件下，c=1，则据式（3-27），得饱和与不饱和SR电动机功率变换器伏安要求之比γ为

式中，c根据式（3-19）取值，c＞1，故γ＜1。

例如，若σ=0.4、α=6、c=3.75，则γ=0.58，故式（3-38）表明，在输出一定机械功率时，磁路饱和的SR电动机所要求的功率变换器伏安容量要比同样L_max、L_min值的不饱和SR电动机小。这一结论与饱和条件下的SR电动机能量比率ER值高于不饱和SR电动机本质上是一致的。因此，若从额定输出时减小功率变换器伏安容量要求（即减小主开关器件的额定值）考虑，SR电动机磁路饱和是有利的。

然而，对比图3-8、图3-9可见，在同样的峰值电流i_p下，工作在饱和状态下的SR电动机输出机械能比不饱和SR电动机小，这意味着若输出同样大小的机械能，饱和SR电动机的峰值电流较不饱和SR电动机的大。这可从下面的数学分析中得到验证。

由式（3-17）得

式中，c根据式（3-19）取值，c＞1，故γ＜1。

例如，若σ=0.4、α=6、c=3.75，则γ=0.58，故式（3-38）表明，在输出一定机械功率时，磁路饱和的SR电动机所要求的功率变换器伏安容量要比同样L_max、L_min值的不饱和SR电动机小。这一结论与饱和条件下的SR电动机能量比率ER值高于不饱和SR电动机本质上是一致的。因此，若从额定输出时减小功率变换器伏安容量要求（即减小主开关器件的额定值）考虑，SR电动机磁路饱和是有利的。

然而，对比图3-8、图3-9可见，在同样的峰值电流i_p下，工作在饱和状态下的SR电动机输出机械能比不饱和SR电动机小，这意味着若输出同样大小的机械能，饱和SR电动机的峰值电流较不饱和SR电动机的大。这可从下面的数学分析中得到验证。

由式（3-17）得(www.xing528.com)

将式（3-29）、式（3-18）代入式（3-21）得

将式（3-29）、式（3-18）代入式（3-21）得

令式（3-8）、式（3-30）两式右边相等，即

令式（3-8）、式（3-30）两式右边相等，即

由式（3-31）得

由式（3-31）得

式中，c根据式（3-19）取值，c＞1，故k_a＞1。

例如，σ=0.4、α=6、c=3.75时，k_a=1.44，即输出同样的机械能，饱和状态的SR电动机所需最大电流值是不饱和SR电动机的1.44倍。因此，式（3-32）表明，在SR电动机尺寸一定时，磁路饱和降低了其机电能量转换的能力。

综上所述，SR电动机磁路饱和主要产生了两方面的影响：在一定输出机械功率下，增大了所需的电动机尺寸，但减小了对功率变换器伏安容量的要求。因此，磁路饱和程度将影响SR电动机尺寸和功率变换器容量大小的协调关系。为了使两者最小，图3-9中的W应力求最大，而R应力求最小，从SR电动机本体设计的角度出发，即应力求最大的L_max、α及饱和磁感应强度，故应选用磁导率高的铁心材料，且气隙尽可能取小值；从控制的角度出发，在斩波运行时，采用NERCC续流方式可提高能量比率，而APC方式运行时，通过优化设计θ_on、θ_off，可使一定输出机械功率下的ER值最大。

式中，c根据式（3-19）取值，c＞1，故k_a＞1。

例如，σ=0.4、α=6、c=3.75时，k_a=1.44，即输出同样的机械能，饱和状态的SR电动机所需最大电流值是不饱和SR电动机的1.44倍。因此，式（3-32）表明，在SR电动机尺寸一定时，磁路饱和降低了其机电能量转换的能力。

综上所述，SR电动机磁路饱和主要产生了两方面的影响：在一定输出机械功率下，增大了所需的电动机尺寸，但减小了对功率变换器伏安容量的要求。因此，磁路饱和程度将影响SR电动机尺寸和功率变换器容量大小的协调关系。为了使两者最小，图3-9中的W应力求最大，而R应力求最小，从SR电动机本体设计的角度出发，即应力求最大的L_max、α及饱和磁感应强度，故应选用磁导率高的铁心材料，且气隙尽可能取小值；从控制的角度出发，在斩波运行时，采用NERCC续流方式可提高能量比率，而APC方式运行时，通过优化设计θ_on、θ_off，可使一定输出机械功率下的ER值最大。