开关磁阻电动机技术

开关磁阻式电动机SRM(switch resistance motor)也叫可变磁阻式VRM(variable reluctance motor)电动机，其结构的组成主要有磁阻电机、功率变换器、传感器和控制器四部分。

(1)功率变换器功率变换器将电源电压变换为其开关磁阻电动机所需要的电压:

(2)传感器传感器的作用是检测转子的位置和输入电流的大小;开关磁阻电动机将电能机械能。

(3)控制器控制器根据位置传感器检测到的定子与转子间相对位置信息，结合给定的运行命令(正转、反转电导通相应定子相绕组的主开关元件。

(4)开关磁阻电动机的定子和转子采用凸极结构，定子和转子由硅钢片叠片组成，开关磁阻电动机的定子和装置极数不同，，有多种组合方式，最常见的是三相6/4结构和四相8/6结构，如下图所示为三相6/4的开关磁阻电动机定子和转子结构，三相开关磁阻电动机的定子有6个凸极，转子上有4个凸极。四相开关磁阻电动机的定子上有8个凸极，转子上有6个凸极。在定子相对称的两个凸极上的集中绕组相互串联，构成一相。转子上没有任何绕组。因此，定子上有6个凸极的为三相开关磁阳电动机，定子上有8个凸极的为四相开关磁阻电动机，如此类推。由于开关磁阻电动机的定子凸极数不同，形成不同极数的开关磁阻电动机。

开关磁阻电动机的不同组合结构方案

下图分别为三相6/4凸极结构。四相8/6凸极结构和三相12/8凸极结构的开关磁阳电动机的带绕组的定子、转子结构剖面示意图。此处仅以三相6/4凸极结构为例说明此类电机工作原理。如给出了三相绕组的分别两通时的情况，开关磁阳电动机的工作原理循序磁阻最小的原则。

开关磁阳电机工作原理

三相6/4极开关磁阴电动机定子绕组与转子工作原理如下图所示，控制器根据位置传感器检测到的定子与转子间相对位置信息，结合给定的运行命令(正转、反转)导通相应定子相绕组的主开关元件。绕组中就有电流流过，并产生磁场。由干磁场总是趋于“磁阳最小”，因而电磁转矩是转子转向“极对极”位置。当转子转动被吸引的转子磁极与定子激磁相相重合(平衡位置)时，电磁矩消失。此时控制器根据新的位置信息，在定子与转子即将达到平衡位置时，向功率变换器发出命令，关断当前相的主开关元件，而导通下一相，则转子又会向下一个平衡位置转动。当A相绕组受到激励时，为了减小磁路的磁阴，转子顺时针旋转，直到转子a极与定子的A极相对，此时磁路的磁阴最小(电感最大)。切断绕组A的激励，给绕组B施加激励，磁阻转矩使转子b极与定子B极相对。切断绕组B的激励，给绕组C施加激励，磁阻转矩使转子c极与定子C极相对。如果相绕组按AB.CA的顺序导通，转子沿顺时针方向连续旋转。反之，则逆时针方向旋转。

控制器根据相应位置信息按一定的控制逻辑连续导通和关断相应的相绕组主开关，就可产生连续的同转向的电磁转矩，使转子在一定的转速下连续运转:再根据一定的控制策略控制各相绕组的同、断电时刻以及绕组的电流大小。就可使系统在最佳状态下运行。

开关磁阻电动机特点

(1)电动机结构简单、成本低、适用于高速。转子上没哟仟何类型绕组，转子机械弹度极高，可以用于超高速运转。

(2)功率电路简单可靠。只需单方向绕组电流，故功率电路可以做到每相一个功率开关，即降低了成本又具有高的工作可靠性。

(3)各相独立工作，可靠性高。当一相绕组或控制器一相电路发生故障时，只需停止该相工作，电动机除总功率能力有所下降外，并无其它妨碍。

(4)起动电流小转矩大。试验表明，起动电流为15%30%额定电流是获得的起动转矩可达额定转矩的100%、150%;起动电流小转矩大的优点可以延伸到低速运行段，很适合电动车量等需要重载起动和较长时间低速重载运行的机械。

(5)适用于频繁起动、停止和正、反向转换运行。

(6)可控参数多、调速性能好。快年改制开关磁阻电动机的主要运行参数有相开通角相关断角、相电流幅值好、相绕组电压等。

(7)损耗小效率高。转子不存在绕组铜损，加上可控参数多，灵活方便，故易于在宽转速范围和不同负载下实现高效优化控制。效率在很宽范围呢都在87%以上。

(8)易于回收利用。定子和转子使用的事硅钢片，回收利用容易。

(9)高温运转特性好。运转时转子不发热，冷却控制比较容易，可在高温下运行。

(10)转矩有脉动现象。磁场是跳跃性旋转的，输出的转速与转矩产生脉动现象。

(11)振动与噪声。转速和与转矩有脉动加上单边磁拉力的作用，产生振动与噪声比其它类型电动机要大。

(12)控制系统复杂。控制系统复杂，必须安装位置检查器和电流检查器等总成，引线比其它电动机要多，使得控制和接线更为复杂。

(13)脉动电流的影响。相电流是脉冲电流，功率变换器的直流电流一侧的电流波动也较大，在直流母线傻瓜需要一个很大的滤波器。 EDC电驱未来