开关磁阻电动机的基本工作原理

开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor ：SRM）是继直流电机、无刷直流电机（BLDC）之后发展起来的一种调速电机类型。 英、美等国家对开关磁阻电机的研究起步较早，并已取得显著效果，产品功率等级从数w直到数百kw，广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等领域。

所谓开关磁阻电动机是指电动机各相磁路的磁阻随转子位置而变，因此电动汽车电机的磁场能量也将随转子的位置而变，由此可以以磁能为媒介变换为机械能。这样才能以相序循环供电才能保持转子持续一个方向的旋转，输出机械能。所以说，应该有一个可控制的开关电路，它根据转子的位置来合理地、周期地导通和关断各相电路，实现转子以一定的方向连续旋转，输出机械能。

它遵循磁通量总是沿着磁导最大的路径闭合的原理，产生磁拉力形成转矩-磁阻性质的电磁转矩。因此，它的结构原则是转子旋转时磁路的磁阻要尽可能大的变化，所以开关磁阻电动机采用双凸极结构，并且定子、转子极数不同。

可控开关电路即变换器，它和电源及电动机绕组一起构成功率主电路。而位置检测器是开关磁阻电动机的重要特征部件，它实时检测转子的位置，有序、有效地控制变换器工作。

开关磁阻电动机转矩一转速特性曲线如图4-29所示。

由图4-29曲线可以看出，当电动机转速低于基速ωb时，电感L很小，此时噪持开通角θon和关断角θoff不变，电动机工作在恒转矩区，这时采用电流斩波控制。如图4-29中第1段曲线。

在（ωb，ωsc）工作区，当电动机电感增加到一定值时，峰值电流上升受到限制，以转子位置角θ作为系统的控制参数，采用角度控制方式，如图4-29中第2段曲线。

在高速工作区ω》ωsc，临界速度ωsc、θon和θoff达到它们的极限值后，保持电动汽车电机相电压U、开通角θ和关断角θoff固定不变，其特性与串励直流电动机特性相似，采用电压斩波控制方式，如图4-29中第3段曲线。SRM定子上有集中绕组，转子上没有绕组，结构紧凑牢固，适合于高速运行。电动机起动力矩大，起动电流小，具有较高的功率密度和转矩惯量比，动态响应快，在广泛的转速范围内效率都比较高，而且可以方便地实现四象限控制。这些特点使开关磁阻电动机很适合于电动车的各种工况下运行，是电动汽车电动机中极具潜力的机种。菲亚特公司的菲亚特500就是开关磁阻电动机驱动。将高性能的永磁材料应用于开关磁阻电动机本体，是对电动机结构的有力改进。电动机由此克服了传统SRM中存在的换流较慢、能量利用率较低的缺点，增加了电动机的比功率密度。电动机转矩较大，这一点极有利于它在电动汽车中的应用。