新能源电机开关磁阻电机原理

在电动车驱动、通用工业、工程机械、家用电器、航空电气、传动设备和纺织机械等各个领域应用显著。

开关磁阻电机原理和三相异步交流电机一样，首先是“旋转的磁场”。

电机定子上有一一相对的磁极：AA’、 BB’、 CC’、 DD’，将对应磁极安装上绕组，以上图AA’为例。如果依次对AA’、 BB’、 CC’、 DD’通电，磁场就会运动。如果再按顺序变换绕组正负级就完成了磁场旋转，也是一个完整的相位变换。

采用下图的简单开关变换电路就可以实现。我们发现上图有四个相位，开关磁阻电机的这个特点使得电机不受三相交流电的限制，可以采用多相的旋转磁场。解决了三相异步电机极对数越少转速越高，极对数越多扭矩越大的问题，实现了扭矩和转速同步，而且实现了在规定范围内按需求提供转速，而不受制于负载。注意：简单的开关电路是基于复杂的控制系统，多相位变换是需要转子位置信息才能完成。

旋转的磁场有了，还缺一个转动力矩。这个力矩就是来自于磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合。

转子设计了“若干“个无限接近定子磁极的齿极，如上图，通电极对产生的磁通会寻找到最近的磁导体闭合磁通，由于磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，产生力矩将转子由通电0°旋转到10°，实现最小磁阻。此时结合旋转的磁场进行磁极换相完成了电机转子的连续旋转。如果转子齿极和定子磁极一一对应转子就会处于最小磁阻位置，此时转子不会变化位置，所以转子齿极数和定子磁极数必须是有规律的相差。转子一般是用硅钢片制作，没有绕组、鼠笼、永磁体，所以该电机有着极佳的高速性能、高温性能。

由磁阻最小原理产生旋转力矩，由开关电路产生旋转的磁场，所以被称之为开关磁阻电机。开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点。其核心主要有控制器、开关磁阻电机、功率变换器、位置检测器四部分组成。控制器内包含功率变换器和控制电路，而转子位置检测器则安装在电机的一端。开关磁阻电动机与国产Y系列感应电动机具有相同的功率等级和同机座号外形。功率范围从10W到5MW，最大速度高达100,000 r/min.

起动转矩达到额定转矩的150％时．启动电流仅为额定电流的30％。可频繁起停．及正反转切换可频繁起动和停止．频繁正反转切换。在有制动单元及制动功率满足时间要求的情况下，起停及正反转切换可达每小时一千次以上。

当然开关磁阻电机也有些缺点：

1、有转据脉动，转矩由一系列脉冲转矩叠加而成，且有双凸极结构和磁路非线性，合成转据不是恒定转据，有一定的谐波分量

2、噪声与振动大

3、出线头多

当然，随着科学技术的发展，这些缺点将会被逐一解决。