开关磁阻电机简介

开关磁阻电机原理开关磁阻电机是一种新型的非接触式电机，它是利用磁阻效应实现电能转换成机械能的机电系统。

开关磁阻电机是一种以永磁体为励磁源、以铁心瞬时磁阻变化为工作原理的非线性电机，是一种新型的电力传动技术。

下面将从原理、结构、工作过程三个方面对开关磁阻电机进行解析。

开关磁阻电机的原理是利用磁场产生的磁阻力来驱动转子旋转，从而转换电能为机械能。

这种电机的组成主要包括永磁体、铁芯、绕组、中心轴、定子等部分。

永磁体是该电机的励磁源，它产生的磁力线通过铁芯传递到定子上，使定子上的绕组产生电磁力。

在电机工作过程中，控制电路会对绕组进行加电和切断，以使定子的磁阻力变化。

定子磁阻力变化可以驱动转子旋转。

三、开关磁阻电机的工作过程开关磁阻电机的工作过程可以分为四个阶段：励磁阶段、瞬间通电阶段、瞬间切断电流阶段和减速阶段。

励磁阶段是该电机最开始的状态，永磁体提供磁场，定子上的绕组中没有电流通过，此时转子处于静止状态。

瞬间通电阶段是定子上的磁场急剧变化的时候，此时控制电路会向绕组中加入短脉冲电流，使定子上的磁场忽然变大，这会产生向转子端的磁阻力。

瞬间切断电流阶段是在达到一定功率后，控制电路将绕组中的电流切断，此时定子上的磁场急剧消失，转子也因惯性而继续运动，此时又产生了向转子端的磁阻力，抵消了转子的惯性。

减速阶段是电机停止工作的状态，此时定子的磁场和转子的转动都已经消失。

总之，开关磁阻电机是一种基于磁阻效应的非线性电机，是一种全新的电力传动技术。

它的主要原理是利用磁场变化产生的磁阻力来驱动转子旋转，从而将电能转换成机械能。

该电机具有构造简单、效率高、输出扭矩大等优点，适用于一些对质量、体积有严格要求的场合。

开关磁阻电机的反电动势一、磁阻电机简介磁阻电机是一种电动机的类型,也被称为细分步进电机。

其工作原理基于磁阻变化引起的转子转动。

磁阻电机结构简单，体积小，重量轻，控制精度高，因此被广泛应用于各种精密控制系统中。

二、磁阻电机的工作原理1.磁阻电机的内部构造磁阻电机由定子和转子两部分组成。

定子由绕组和铁芯构成，绕组上通有定向电流，产生磁场。

转子是一个可旋转的磁性构件，在定子磁场的作用下，转子会受到偏置力和扭矩的作用，使其旋转。

2.磁阻电机的工作原理磁阻电机的工作原理基于磁阻的变化。

当绕组通电时，产生的磁场会改变磁路的阻抗。

转子随着磁场变化而调整其位置，以便在任何给定时间内最大限度地降低磁路的阻抗。

通过同步转子位置和改变绕组电流，可以实现电机的转动。

三、磁阻电机的反电动势1.反电动势的定义反电动势是指当磁阻电机运行时，绕组产生的电势，其方向与通电电流相反。

反电动势的大小与绕组电流以及磁场的变化速率成正比。

2.反电动势的产生机理磁阻电机的转子在磁场中运动时，磁阻的变化会导致绕组中的感应电动势的产生。

这个感应电动势与磁阻的变化速率成正比。

当绕组产生电动势时，电流会发生变化，以满足转子的运动需求，使得反电动势产生。

3.反电动势的作用反电动势是磁阻电机的重要参数，它直接影响电机的性能。

反电动势的大小与转子转速成正比，因此可以通过测量反电动势来确定电机的转速。

此外，反电动势还可以用于控制电机的转矩和定位精度。

四、影响反电动势的因素1.绕组电流大小反电动势的大小与绕组电流成正比。

通常来说，电流越大，反电动势越大，从而使得电机产生更大的转矩。

2.磁场的变化速率反电动势的大小与磁场的变化速率成正比。

当磁场的变化速率较大时，反电动势也较大，从而使得电机具有更高的转速。

3.磁路的设计磁路的设计直接影响磁场的强度和分布情况，进而影响反电动势的大小。

合理的磁路设计可以使得磁场的变化速率更大，从而增加反电动势的大小。

五、应用领域与发展前景磁阻电机由于其结构简单、体积小、重量轻以及控制精度高等优点，被广泛应用于各种精密控制系统中，如数控机床、纺织机械、机器人等。

开关磁阻电机的结构
一、开关磁阻电机简介
开关磁阻电机是一种无刷直流电机，通常是一两极电机，它的主要特点在于其简单的结构，运行可靠，维护方便，制造成本低廉，且功率调节功能较强，可以用于电动机的调速控制，因此在电动机控制中得到了广泛的应用。

二、开关磁阻电机结构
开关磁阻电机一般由电枢、电阻器、机座、定子绕组、调速控制装置及电路等部分组成。

（1）电枢：电枢由电枢支架、转子及定子绕组组成，电枢支架由铸铁、铸铝等材料制成，转子由转子能磁性材料和绕组组成，定子绕组由定子电感线圈组成，定子绕组的起动端和终止端分别接在电枢支架上。

（2）电阻器：电阻器是开关磁阻电机的重要部件，它是由电阻罩、电阻片、电阻螺母、电气螺母、绝缘片等组成的，电阻片的电阻可以通过更换不同的电阻片来实现对电机转速的调节。

（3）机座：机座主要由机座壳、机座座轴、机座底座、机座轴承、滤网等组成，机座壳用以固定电枢及支撑它，机座座轴用以将电机固定至机座底座上，机座轴承用以支撑电机转子，滤网主要用以防止灰尘进入电枢内部。

（4）调速控制装置及电路：调速控制装置由变阻器，控制电路、控制板等组成，它的主要功能是根据控制信号控制电阻片的位置，从
而改变电机的转速。

控制电路可以用小电压信号控制，或者用模拟量信号控制。

三、开关磁阻电机的作用
开关磁阻电机可以用于电动机的调速控制，用于调节电动机的转速和扭矩，以达到所需的转矩和转速要求，且具有可靠性高、调速灵敏、功率可调范围大等优点，因此被广泛应用于各类电动机的控制中。

1.1开关磁阻电机开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor，SRM）是一种定子单边激励，定转子双凸极的磁阻式电动机，由于定子电流由变频电源供电，电动机必须在特定的连续的开关模式下工作，所以通常称为“开关磁阻电机”。

它是上世纪八十年代出现的一种新型无刷电机，具有结构简单、可控参数多、控制灵活、效率高等优点，使得其在电动车驱动系统、家用电器、先进制造、矿山机械、航空航天等领域得到了广泛应用。

目前，国内对开关磁阻电机的研究主要集中在控制算法研究、噪声和振动研究、损耗分析等方面。

国外对开关磁阻电机在高速燃油泵电机、高速发电机、高速起动/发电机等航空、航天方面的应用进行了大量研究，例如美国研制的250千瓦、222,24转/分航空开关磁阻起动/发电机的功率密度高达5.3kw /kg；法国研制了一台1千瓦、转轴采用复合材料的超高速运行的开关磁阻电机，其最高转速可达200,000转/分。

SRM是双凸极可变磁阻电动机，它的定子、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成。

转子既无绕组也无永磁体，定子极上绕有几种绕组，按相数和齿极数来分，开关磁阻电机有三相6/4、12/8或四相8/6、16/12等结构。

对于SR电机，转子磁场变化频率与转子齿数成正比，而转子损耗主要来自于转子磁场变化所产生磁滞损耗和涡流损耗。

电机的定、转子的极数有多种不同的搭配，相数越多，步距角小，利于减小转矩脉动，但结构复杂，且主开关器件多，成本高。

目前应用较多的是四相（8/6）结构，见图1-1。

图中只画出了A相绕组及其供电电路。

图1-1 四相SR电动机结构图（其中的一相）SRM有如下优点：（1）电机结构简单、坚固，制造工艺简单，成本低，可工作于极高转速；定子线圈嵌放容易，端部短而牢固，工作可靠，能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境。

（2）损耗主要产生在定子，电机易于冷却；转子无永磁体，可允许有较高的温升。

（3）转矩方向与电流方向无关，从而可最大限度简化功率变换器，降低系统成本。

开关磁阻电机1． 发展简介开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)最早可以追溯到1970年，英国Leeds大学步进电机研究小组首创一个开关磁阻电机雏形。

到1972年进一步对带半导体开关的小功率电动机(10w～1kw)进行了研究。

1975年有了实质性的进展，并一直发展到可以为50kw的电瓶汽车提供装置。

1980年在英国成立了开关磁阻电机驱动装置有限公司(SRD Ltd.)，专门进行SRD系统的研究、开发和设计。

1983年英国(SRD Ltd.)首先推出了SRD系列产品，该产品命名为OU LTON。

1984年TASC驱动系统公司也推出了他们的产品。

另外SRD Ltd. 研制了一种适用于有轨电车的驱动系统，到1986年已运行500km。

该产品的出现，在电气传动界引起不小的反响。

在很多性能指标上达到了出人意料的高水平，整个系统的综合性能价格指标达到或超过了工业中长期广泛应用的一些变速传动系统。

下表是当时对几种常用变速传动系统各项主要经济指标所作的比较。

美国、加拿大、南斯拉夫、埃及等国家也都开展了SRD系统的研制工作。

在国外的应用中，SRD一般用于牵引中，例如电瓶车和电动汽车。

同时高速性能是SRD的一个特长的方向。

据报道，美国为空间技术研制了一个25000r/min、90k W的高速SRD样机。

我国大约在1985年才开始对SRD系统进行研究。

SRD系统的研究已被列入我国中、小型电机“八五”、“九五”和“十五”科研规划项目。

华中科技大学开关磁阻电机课题组在“九五”项目中研制出使用SRD的纯电动轿车，在“十五”项目中将SRD应用到混合动力城市公交车，均取得了较好的运行效果。

纺织机械研究所将SRD应用于毛巾印花机、卷布机，煤矿牵引及电动车辆等，取得了显著的经济效益。

从上世纪90年代国际会议的上有关SRD系统的文章来看，对SRD系统的研究工作已经从论证它的优点、开发应用阶段进入到设计理论、优化设计研究阶段。

开关磁阻电机简介
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，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。

它的结构简单坚固，调速范围宽，调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，系统可靠性高。

主要有开关磁阻电机、功率变换器、控制器与位置检测器四部分组成。

控制器内包含控制电路与功率变换器，而转子位置检测器则安装在电机的一端。

开关磁阻电机结构简单，性能优越，可靠性高，覆盖功率范围10W~5MW的各种高低速驱动调速系统。

使的开关磁阻电机存在许多潜在的领域，在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用（电动车驱动、通用工业、家用电器、纺织机械、电力传动系统等各个领域）。

◆其结构简单，价格便宜，电机的转子没有绕组和磁铁。

◆电机转子无永磁体，允许较高的温升。

由于绕组均在定子上，电机容易冷却。

效率高，损耗小。

◆转矩方向与电流方向无关，只需单方相绕组电流，每相一个功率开关，功率电路简单可靠。

◆转子上没有电刷结构坚固，适用于高速驱动。

◆转子的转动惯量小，有较高转矩惯量比。

◆调速范围宽，控制灵活，易于实现各种再生制动能力。

◆并具频繁启动（1000次／小时），正向反向运转的特殊场合使用。

◆且启动电流小，启动转矩大，低速时更为突出。

◆电机的绕组电流方向为单方向，电力控制电路简单，具有较高的经济性和可靠性。

◆可通过机和电的统一协调设计满足各种特殊使用要求。

开关磁阻电机一、产品概述作为一种新型调速驱动系统，开关磁阻电机以其结构简单、低成本、高效率、优良的调速性能和灵活的可控性，愈来愈得到人们的认可和应用。

目前已成功应用于在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中，成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力竞争者。

我公司生产的开关磁阻电机因其起动力矩大、起动电流小，可以频繁重载起动，无需其它的电源变压器，节能，维护简单，特别适用于矿井输送机、电牵引采煤机及中小型绞车等。

二、结构特点开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,简称SRM) 是实现能量转换的部件, 它与传统的磁阻电动机相比，具有本质的区别。

在结构上，SRM采用双凸极形式，即定子、转子均为凸极式构造；定子线圈采用集中式而不是分布式绕组；加在定子绕组上的电压为不连续的矩形波而非连续的正弦波。

转子仅由硅钢片叠压而成，既无绕组也无永磁体，定子各极上绕有集中绕组。

三、性能特点1、系统效率高在其宽广的调速范围内．整体效率比其他调速系统高出至少10％，在低转速及非额定负载下高效率则更加明显。

2、调速范围宽，低速下可长期运转在零到最高转速的范围内均可带负荷长期运转，电机及控制器的温升均低于工作在额定负载时的温升。

3、高启动转矩，低启动电流启动转矩达到额定转矩的150％时．启动电流仅为额定电流的30％。

4、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。

5、三相输入电源缺相或控制器输出缺相不烧电机三相输入电源缺相，或者欠功率运行或者停机，不会烧毁电机和控制器。

6、过载能力强当负载短时远大于额定负载时，转速会下降，保持最大输出功率，不会出现过流现象。

当负载恢复正常时．转速恢复到设定转速。

7、功率器件控制错误不会引起短路上下桥臂功率器件和电机的绕组串联，不存在发生功率器件由于控制错误或干扰导致短路而烧毁的现象。

开关磁阻电机原理
开关磁阻电机是一种特殊的电动机，它利用磁阻效应来实现转动。

相比于传统的电动机，开关磁阻电机具有结构简单、功率密度高、电源利用率高等优点。

开关磁阻电机的工作原理是通过改变电磁线圈的电流路径，从而改变转子上的磁阻效应。

电磁线圈由一系列电感器组成，每个电感器都有一个控制开关与之相连。

当电流通过电磁线圈时，电感器的控制开关会根据控制信号的变化开关状态。

开关磁阻电机的转子由多个磁阻杆组成，每个磁阻杆都有一个磁性材料制成，并具有交替的南北极性。

当电流通过电磁线圈时，根据控制开关的状态，某些磁阻杆会被磁化，而其他磁阻杆则被磁场排斥。

这个磁阻力的不对称使得转子开始旋转。

为了保持转子的连续旋转，开关磁阻电机需要不断地改变电流路径和控制开关的状态。

这通常通过电子控制单元（ECU）来实现，ECU会根据传感器的反馈信号来控制电流路径和控制
开关的状态。

总的来说，开关磁阻电机利用磁阻效应和控制开关来实现转动，通过不断地改变电流路径和控制开关的状态，使得磁阻力的不对称推动转子旋转。

这种电机具有结构简单、功率密度高等优点，广泛应用于汽车和家电等领域。