開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

電動(dòng)汽車的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（Switched Reluctance Motor，SRM）具有最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。定子采用集中繞組結(jié)構(gòu)，而轉(zhuǎn)子無(wú)任何繞組。開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)與感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)有些相似，均是利用在磁場(chǎng)作用下不同介質(zhì)之間的磁拉力（Max - well力）產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子都是由硅鋼片疊片組成，采用凸極結(jié)構(gòu)。開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子極數(shù)不同，定子、轉(zhuǎn)子上都有小齒槽。轉(zhuǎn)子由高磁性體鐵心組成，沒(méi)有線圈，一般轉(zhuǎn)子比定子少兩極。定子、轉(zhuǎn)子有多種組合方式，常見(jiàn)的是六定子四轉(zhuǎn)子（ 6/4）結(jié)構(gòu)和八定子六轉(zhuǎn)子（8/6）結(jié)構(gòu)。

所謂開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)是指電動(dòng)機(jī)各相磁路的磁阻隨轉(zhuǎn)子位置而變化，因此電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)能量也將隨轉(zhuǎn)子的位置而變化，由此可以以磁能為媒介變換為機(jī)械能。這樣才能以相序循環(huán)供電保持轉(zhuǎn)子持續(xù)一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)，輸出機(jī)械能。所以說(shuō)，應(yīng)該有一個(gè)可控制的開(kāi)關(guān)電路，它根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置來(lái)合理地、周期地導(dǎo)通和關(guān)斷各相電路，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子以一定的方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)，輸出機(jī)械能。

它遵循磁通量總是沿著磁導(dǎo)最大的路徑閉合的原理，產(chǎn)生磁拉力形成轉(zhuǎn)矩磁阻性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩。因此，它的結(jié)構(gòu)原則是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)磁路的磁阻要盡可能大地變化，所以開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)采用雙凸極結(jié)構(gòu)，并且定子、轉(zhuǎn)子極數(shù)不同。

可控開(kāi)關(guān)電路即變換器，它和電源及電動(dòng)機(jī)繞組一起構(gòu)成功率主電路，而位置檢測(cè)器是開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的重要組成部件，它實(shí)時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置，有序、有效地控制變換器工作。

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)發(fā)展前景

作為一種新型調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本、高效率、優(yōu)良的調(diào)速性能和靈活的可控性，愈來(lái)愈得到人們的認(rèn)可和應(yīng)用。已成功應(yīng)用于在電動(dòng)車用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、家用電器、工業(yè)應(yīng)用、伺服系統(tǒng)、高速驅(qū)動(dòng)、航空航天等眾多領(lǐng)域中，成為交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的強(qiáng)有力競(jìng)爭(zhēng)者。

美國(guó)、加拿大、埃及等國(guó)家都開(kāi)展了SRD系統(tǒng)的研制工作。在國(guó)外的應(yīng)用中，SRD一般用于牽引中，例如電瓶車和電動(dòng)汽車。同時(shí)高速性能是SRD的一個(gè)特長(zhǎng)的方向。據(jù)報(bào)道，美國(guó)為空間技術(shù)研制了一個(gè)25000r/min、90kW的高速SRD樣機(jī)。SRD系統(tǒng)的研究已被列入我國(guó)中、小型電機(jī)“八五”、“九五”和“十五”科研規(guī)劃項(xiàng)目。

華中科技大學(xué)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)課題組在“九五”項(xiàng)目中研制出使用SRD的純電動(dòng)轎車，在“十五”項(xiàng)目中將SRD應(yīng)用到混合動(dòng)力城市公交車，均取得了較好的運(yùn)行效果。紡織機(jī)械研究所將SRD應(yīng)用于毛巾印花機(jī)、卷布機(jī)，煤礦牽引及電動(dòng)車輛等，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

現(xiàn)如今功率電子技術(shù)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和控制技術(shù)的快速發(fā)展，而且隨著智能技術(shù)的不斷成熟及高速高效低價(jià)格的數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）的出現(xiàn)，利用高性能DSP開(kāi)發(fā)各種復(fù)雜算法的間接位置檢測(cè)技術(shù)，無(wú)需附加外部硬件電路，大大提高了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)檢測(cè)的可靠性和適用性，必將更大限度地顯示SRD的優(yōu)越性。

90年代進(jìn)一步以計(jì)算機(jī)控制的柔性制造系統(tǒng)、主體倉(cāng)庫(kù)、機(jī)器人進(jìn)行裝配等組合起來(lái)，由計(jì)算機(jī)控制材料、部件的供應(yīng)管理、達(dá)到全廠高效率、高質(zhì)量的全自動(dòng)化均衡生產(chǎn)，設(shè)計(jì)和制造水平不斷提高，專用控制芯片和集成功率器件不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)性能和適用性不斷增強(qiáng)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的日益發(fā)展，各行各業(yè)的機(jī)械化、自動(dòng)化程度越來(lái)越高，為開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)提供了巨大的潛在市場(chǎng)。