开关磁阻电机的特性及在家电业的应用

开关磁阻电机的特点1.极高的功率密度：开关磁阻电机由于使用了细小的电磁线圈，可以在相对较小的体积内产生极高的输出功率。

这使得它成为在有限空间内需要高功率输出的应用中的理想选择，如汽车动力传动系统。

2.高效率：开关磁阻电机由于没有永磁体或励磁线圈，消除了传统电机中额外的能量损耗，因此具有较高的能量转换效率。

与传统的交流电机和直流电机相比，开关磁阻电机更加能够将输入的电能转换为机械能，减少了能量损耗。

3.简单的结构：开关磁阻电机由于没有复杂的磁路结构和励磁线圈，其结构非常简单。

这使得它易于制造、组装和维护，降低了制造成本。

4.较高的可靠性：开关磁阻电机的电磁绕组没有连续的电流流过，因此绕组的热量产生和温度升高较小。

这降低了电机因绕组过热而损坏的风险。

此外，开关磁阻电机结构简单，减少了故障和损坏的可能性。

5.良好的动态响应：开关磁阻电机的运行速度和转矩可以被快速地控制和调节。

由于电流的瞬时反向和转换较快的速度，开关磁阻电机具有更好的动态响应特性，因此适用于需要快速启动和停止、变速和定位控制的应用。

6.可逆性：开关磁阻电机具有可逆性，可以在正向和反向运行。

这使得它在需要频繁反向运动的应用中非常有用，如卷帘门、交通信号灯等。

7.无需永磁体：与传统的永磁电机相比，开关磁阻电机不需要使用昂贵的稀土永磁体。

这降低了电机的制造成本，并减少了对稀土资源的依赖。

8.低噪音和振动：开关磁阻电机由于没有永磁体和励磁线圈，减少了机械振动和磁噪音的产生。

因此，它是一种较为安静的电机，适用于对噪音和振动要求较高的应用中。

总结起来，开关磁阻电机具有高功率密度、高效率、简单的结构、较高的可靠性、良好的动态响应、可逆性、无需永磁体、低噪音和振动等特点。

这些特点使得开关磁阻电机在许多领域中成为一种非常有竞争力的电机选择。

开关磁阻电机的特点
开关磁阻电机的特点
开关磁阻电机是由定子及转子组成，它的转子采用两端接续线的形式，经过调节磁化率的改变，因而实现不同转矩目标的变化，从而实现调节转速的功能。

下面就来介绍一下开关磁阻电机的特点：
1、调速性能好：开关磁阻电机采用磁化率可调的转子结构，可以实现不同转矩目标的调节，从而实现调速的功能，调速性能良好。

2、转速范围宽：开关磁阻电机的磁化率调节能够改变转矩及转速，因此其转速范围更宽。

3、制造简单：开关磁阻电机只需将磁极组装到转子上，因此制作起来比较简单。

4、噪声低：开关磁阻电机利用开关状态来改变转子磁化率，因此其噪声要低于普通电机。

5、功率低：由于开关磁阻电机的磁化率可以通过调节来改变转矩, 因此其功率要比普通电机低。

以上就是开关磁阻电机的特点，总的来说，开关磁阻电机的调速性能好、制造简单、噪声低、功率小，是相对理想的选择。

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开关磁阻电动机的性能及典型应用1 引言开关磁阻电动机驱动系统（srd）由开关磁阻电机（srm或sr电机）、功率变换器、控制器和检测器四个部分组成，是20世纪80年代初随着电力电子、计算机和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种新型调速驱动系统。

开关磁阻电动机为双凸极磁阻电机，利用磁阻最小原理产生磁阻转矩，因其结构极其简单坚固，调速范围宽，调速性能优异，而且在整个调速范围内都具有较高的效率，系统可靠性高而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的竞争者。

开关磁阻电机已广泛或开始应用于电动车驱动、家用电器、通用工业、航空工业和伺服系统等各个领域，覆盖功率范围10w～5mw 的各种高低速驱动系统，呈现巨大的市场潜力［1］。

2 结构与性能特点2.1 电动机结构简单、成本低、适用于高速开关磁阻电动机的结构比通常认为最简单的鼠笼式感应电动机还要简单，定子线圈为集中绕组，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；转子仅有硅钢片叠成，因此不会有鼠笼感应电动机制造过程中鼠笼铸造不良和使用中的断条等问题，转子机械强度极高，可工作于极高转速，转速可达每分钟10万转［2］。

2.2 功率电路简单、可靠电动机转矩方向与绕组电流方向无关，即只需单方向绕组电流，相绕组串在主电路两功率管之间，不会发生桥臂直通短路故障，绕组相间耦合弱，缺相故障运行能力强，系统的容错能力强，可靠性高，可以适用于宇航等特殊场合。

2.3 高起动转矩，低起动电流很多公司的产品可达到如下性能：起动电流为15％额定电流时，获得起动转矩为100％的额定转矩；起动电流为额定值的30％时，起动转矩可达其额定值的150％。

对比其它调速系统的起动特性，如直流电动机为100％的起动电流，获得100％转矩；鼠笼感应电动机为300％的起动电流，获得100％的转矩。

可见开关磁阻电动机具有软启动性能，起动过程中电流冲击小，电动机和控制器发热较连续额定运行时还小，因此特别适用于频繁起停及正反向转换运行的场合，如龙门刨床、铣床、冶金行业可逆轧机、飞锯、飞剪等。

开关磁阻电动机（Switched Reluctance Motor，SRM）是一种特殊类型的电动机，具有以下几个主要特点：
结构简单：开关磁阻电动机由定子和转子组成，没有传统电机中的永磁体或励磁线圈。

因此，相对于其他类型的电动机，SRM的结构更加简单，易于制造和维护。

高效率：由于没有永磁体和励磁线圈，开关磁阻电动机在电磁能量转换过程中减少了能量损耗，因此具有相对较高的效率。

这使得SRM在能源节约和环保方面具有优势。

高转矩密度：开关磁阻电动机的转子和定子设计使得其具有较高的转矩密度。

转子由多个极对组成，通过适时切换相应的定子绕组来实现转子运动。

这使得SRM能够在相对较小的体积中产生较大的转矩。

调速范围广：开关磁阻电动机的转速范围相对较广，可以适应不同负载和工作条件下的转速要求。

通过控制电源电压和频率，可以实现广泛的调速范围。

高可靠性和耐久性：由于开关磁阻电动机没有永磁体和励磁线圈，因此不会受到永磁体衰减或励磁线圈烧毁等问题的影响。

这使得SRM具有较高的可靠性和耐久性，适用于长时间运行和恶劣工作环境。

需要注意的是，开关磁阻电动机也存在一些挑战，如电磁噪音、振动和电磁干扰等问题。

同时，SRM的控制算法和系统复杂性也是需要考虑的因素。

因此，在选择和应用开关磁阻电动机时，需要综合考虑其特点、适用性和性能要求。

开关磁阻电机的设计与应用引言开关磁阻电机是一种新型的电机，具有结构简单、体积小、响应快、效率高等优点，在工业生产和家用电器等领域得到广泛应用。

本文将介绍开关磁阻电机的设计原理、构造和工作方式，并探讨其在不同领域的应用。

1. 开关磁阻电机的设计原理开关磁阻电机是通过控制磁场的方向和大小来实现转动，其设计原理基于磁阻效应和磁场的反转。

当电流通过绕组时，会产生一个磁场，根据右手定则，当磁阻材料中的磁场方向与绕组的磁场方向相反时，就会出现瞬时的磁流偏移，导致磁场的反转。

通过不断地反转磁场的方向，可以产生连续的转动力。

2. 开关磁阻电机的构造开关磁阻电机主要由转子、定子和驱动电路组成。

2.1 转子转子是开关磁阻电机的核心部件，由磁阻材料制成。

磁阻材料通常采用铁短路片或磁铁片，具有高导磁性和低磁饱和性。

转子上绕有线圈，通过控制线圈通电情况，可以控制转子的磁场方向和大小。

2.2 定子定子是开关磁阻电机中固定的部件，用于产生或感应磁场。

定子一般由永磁体或电磁体构成，永磁体具有固定的磁场，电磁体则通过外部电源提供磁场。

定子的磁场与转子的磁场交互作用，产生转动力。

2.3 驱动电路驱动电路是控制开关磁阻电机正常工作的关键部分，它负责提供正确的电流和电压信号，并控制磁场的反转。

驱动电路一般由电能转换器、控制芯片和传感器组成。

3. 开关磁阻电机的工作方式开关磁阻电机主要有两种工作方式：单相工作和多相工作。

3.1 单相工作单相工作是指开关磁阻电机通过单个绕组进行驱动，具有结构简单、成本低的优点。

但由于只有一个驱动绕组，单相工作的开关磁阻电机转速较低，扭矩较小，适用于一些低负载和速度要求不高的应用。

3.2 多相工作多相工作是指开关磁阻电机通过多个绕组进行驱动，具有转速高、扭矩大的优点。

多相工作的开关磁阻电机可以灵活控制磁场的变化，达到更高的效率和更精确的转动性能。

但多相工作的开关磁阻电机相对于单相工作来说，结构复杂，成本较高。

开关磁阻电机的工作原理开关磁阻电机是一种常见的电机类型，它基于磁阻效应来实现电机转动。

下面将详细介绍开关磁阻电机的工作原理。

一、磁阻效应简介磁阻效应是指材料在外磁场作用下，磁通量通过材料时会引起材料内部磁场的变化。

根据材料的磁导率和磁场的变化情况，磁阻效应可分为正磁阻效应和负磁阻效应。

正磁阻效应是指在磁场作用下，磁通量增加时，材料的磁导率减小；负磁阻效应则相反，磁通量增加时，材料的磁导率增大。

二、磁阻电机的基本结构开关磁阻电机由转子、定子、磁阻切换器和电源组成。

其中，转子是电机的旋转部分，定子是电机的固定部分，磁阻切换器用于切换磁通的路径，电源提供电流给电机。

三、工作原理1. 初始状态：在电机初始状态下，磁阻切换器将磁通量导向转子的一个极性，使得转子与定子之间存在磁阻。

2. 通电启动：当电源给电机提供电流时，电流通过定子线圈，产生磁场。

此时，由于磁阻切换器的作用，磁通量无法直接通过转子，导致转子受到磁阻的阻碍，无法自由转动。

3. 磁阻切换：在转子受到磁阻的阻碍时，磁阻切换器会切换磁通的路径，使得磁通量可以通过转子。

通过切换，磁通量的路径发生变化，从而改变了转子所受到的磁阻大小。

4. 磁阻变化：磁阻切换后，转子所受到的磁阻发生变化，转子受到的力矩也随之改变。

根据磁阻效应的原理，当转子在磁阻变化的作用下，会趋向于转到较小磁阻路径的方向运动。

5. 转动运行：当转子受到磁阻的作用，趋向于转到较小磁阻路径的方向运动时，电机开始转动。

转子的转动会继续改变磁阻切换器的状态，从而引起磁通量的改变，进一步推动转子的转动。

这样就实现了电能向机械能的转换，使得电机正常运行。

四、优势和应用开关磁阻电机具有以下优势：1. 结构简单：相比传统的电机结构，开关磁阻电机的结构较为简单，减少了动力传输的损耗。

2. 超低速驱动：开关磁阻电机具有较好的低速性能，在一些特殊应用中具有优势。

3. 节能环保：开关磁阻电机的能效较高，能够有效节约能源和减少环境污染。

谈开关磁阻电机的特点及应用【摘要】由于交流调速技术固有的缺点，人们一直在寻找一种新的调速技术。

随着计算机自动控制技术和电力技术的日益成熟，作为一种结构简单、调速性能好、效率高、节能效果显著的新型电气传动调速技术，开关磁阻电机调速技术引起了世界各国电气传动界的广泛关注，并在传动机械、矿山机械、电动（汽）车、家用电器等领域得到广泛的应用。

【关键词】开关磁阻电机特点应用一前言随着我国社会经济健康、持续的增长，电力消费数量也保持快速增长。

目前我国能源形势日趋紧张，为了进一步推进资源节约和综合利用，保证经济的可持续发展，国家正大力加快建设节约型社会的进程。

二开关磁阻电机的特点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，使得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。

（1）其结构简单，价格便宜，电机的转子没有绕组和磁铁。

（2）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。

（3）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。

（4）转子上没有电刷，结构坚固，适用于高速驱动。

（5）转子的转动惯量小，有较高转矩惯量比。

（6）调速范围宽，控制灵活，易于实现各种再生制动能力。

（7）可频繁启动（1000次/小时），适合正向反向运转的特殊场合使用。

（8）启动电流小，启动转矩大，低速时更为突出。

（9）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。

（10）可通过机和电的统一协调设计满足各种特殊的使用要求。

三开关磁阻电机的应用近年来开关磁阻电机的应用和发展取得了明显的进步，已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域，功率范围从10w～5mw，最大速度高达100000 r/min。

1．开关磁阻电机电动车应用开关磁阻电机最初的应用领域就是电动车。

开关磁阻电机用途
开关磁阻电机是一种新型的电机，其用途非常广泛。

它可以在家用电器、工业设备、汽车和航空航天领域等多个领域中得到应用。

首先，开关磁阻电机在家用电器中有着重要的作用。

比如在洗衣机中，开关磁阻电机可以提供强大的动力和稳定的转速，从而确保洗衣机的洗涤效果和使用寿命。

在吸尘器中，开关磁阻电机的高效能和节能特性可以提高吸尘器的性能，并降低能源消耗。

此外，开关磁阻电机还可以用于制冷设备、厨房小家电等各种家用电器中，为人们的生活提供便利。

其次，开关磁阻电机在工业设备中也有着广泛的应用。

比如在机床、起重设备、输送设备等各种设备中，开关磁阻电机可以提供可靠的动力输出，并且具有较高的效率和稳定性，从而提高了设备的生产效率和质量。

在工业自动化领域，开关磁阻电机还可以用于各种自动化生产线和机器人系统中，为工业生产提供了强大的动力支持。

此外，开关磁阻电机还广泛应用于汽车和航空航天领域。

在汽车中，开关磁阻电机被用于动力传动系统、制动系统、转向系统等多个部位，为汽车提供了高效的动力输出和精准的控制能力。

在航空航天领域，开关磁阻电机被应用于飞机的发动机、飞行控制系统等多个部位，为飞机的安全飞行提供了关键的支持。

总之，开关磁阻电机具有广泛的应用前景，它在家用电器、工业设备、汽车和航空航天领域中都有着重要的作用。

随着科技的不断发展和进步，相信开关磁阻电机会在更多领域中得到应用，并为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。

开关磁阻电机的九大优势、三大缺点、应用领域全面解析近年来，开关磁阻电机逐渐走进了市场，因为该电机具有其他电机没有的优势，所以逐渐成为了市场未来发展的主要方向，目前已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域。

那么开关磁阻电机的优势到底是什么呢?让我们一起来了解一下吧!开关磁阻电机调速系统是以现代电力电子与微机控制技术为基础的机电一体化产品。

它是由开关磁阻电动机和微机智能控制器两部分组成，其特点是效率高、节能效果好、调速范围广，无冲击起动电流，起动转矩大，控制灵活等特点。

1998年，我国把发展电动机调速节能和电力电子节电技术纳入《中华人民共和国节能法》中，国家发改委“电动机节能计划”明确提出：提高电动机15-20%的效率，实现节电1000亿kWh/年。

因此，该种电机被广泛用于运输车辆驱动、龙门刨、锻压设备等需要重载起动，频繁启动，正反转的场合。

近几年，随着电机节能理念的逐渐深入，开关磁阻电机由于具有以下的特点，其正在应用于各种场合。

开关磁阻电机调速系统的特点：一、效率高，节能效果好。

经过测试，其整体效率比交流异步电动机变频调速系统至少高3%以上，低速下能提高至少10%，与直流调速、串级调速、电磁调速等比较，节电效果更明显。

二、起动转矩大，适合重载起动和负载变化明显且频繁启动的场合。

测试发现其启动转矩达额定转矩的150%时，起动电流仅为额定电流的30%，优势非常明显三、调速范围广。

开关磁阻电机可以在低速下长期运行，由于效率高，在低速下的温升程度比额定工况时要低，解决了变频调速电机低速运行时电动机发热问题，还可以根据实际灵活设置最高转速。

四、可频繁正、反转起动停止，系统调控性好，制动性好，能实现再生制动，节电效果显著。

五、起动电流小，避免对电网的冲击。

开关磁阻电机具有软启动特性，没有普通交流电动机起动电流大于5-7倍额定电流的现象。

六、功率因数高，不需增加无功补偿装置，测试发现，开关磁阻电机系统在空载和满载时的功率因数均大于0.98 。

一、开关磁阻电机的结构开关磁阻电机是典型的机电一体化装置，由开关磁阻电机本体、位置传感器、控制和功率电路等部分组成，如图1所示。

位置传感器检测转子位置和速度信号，控制器根据这些信号决定绕组的导通和关断时刻，功率电路根据导通和关断信号为电机绕组供电。

图1 开关磁阻电机系统的组成如图2所示为开关磁阻电机本体的典型结构，由定子和转子两部分组成，定、转子铁心均由硅钢片叠压而成。

转子上既无绕组也无永磁铁；定子齿上绕有几种绕组，相对极上的绕组串联，构成一相绕组。

开关磁阻电机可以设计为单相、二相、三相、四相及多相等不同相数，低于三相的开关磁阻电机一般没有自启动能力。

相数多，有利于较小转矩波动，但结构复杂，主开关器件多，成本增加。

目前应用较多的是三相6/4极结构和四相8/6极结构。

图2 开关磁阻电机本体的经典结构表1 常见的定、转子级数组合二、开关磁阻电机的工作原理开关磁阻电机的运行遵循“磁阻最小原理”，即磁通总是要沿磁阻最小的路径闭合，磁场扭曲产生切向力，从而产生电磁转矩。

下面通过图示来说明转子的工作原理，下面是磁阻电动机的正视图，定子六个齿极上绕有线圈，径向相对的两个线圈是连接在一起的，组成一“相”，该电机有3相，结合定子与转子的极数就称该电机为三相6 / 4结构。

在下图标注的A、B、C相线圈仅为后面分析磁路带来方便，并不是连接三相交流电。

假设电机定、转子的初始状态如图3。

B相线圈接通电源产生磁通，磁力线从最近的转子齿极通过转子铁芯，磁力线可看成极有弹力的线，在磁力的牵引下转子开始异时针转动；图4是转子转了10度的图，图5是B相对齐后的状态，磁力一直牵引转子与B相对齐为止不再转动，此时磁路最短。

图3 初始状态图4 转过10°后图5 B转至相对齐为了使转子继续转动，在转子转到与B相对齐后已切断B相电源，接通C相电源，磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯，于是转子继续转动。

依次类推。

这样不停的重复下去，转子就会不停的旋转。

开关磁阻电机发展概况及市场趋势
逻辑清晰
开关磁阻电机是一种利用磁阻效应实现可控调节功能的智能电机。

它
与普通异步电机类似，但是将磁阻片及其相关控制装置结合在一起，以实
现可控调节输出的特性。

开关磁阻电机控制系统通过控制电路将电流调节
到磁阻片上，改变电磁铁的磁性能，从而实现调速和控制速度的目的。

开关磁阻电机具有体积小巧、控制精确、功耗低、噪音小、可靠性高
等特点，广泛应用于家用电器、小型动力机械、汽车空调调速器、卫生洁具、新能源产品、印刷机械、重工业及模具机械等领域。

近年来，节能驱动、数字技术和智能技术等新技术的不断发展，使开关磁阻电机发展起来，在家用电器、汽车空调等领域的应用越来越多。

近年来，开关磁阻电机行业发展迅速，有了更为显著的成绩。

从电机
器件材料上看，电机使用了新的材料，有了更新颖的外观设计，同时也有
更好的性能特点，以改善电机性能，降低电机磁通损失。

在电机控制电路部分，现在使用大功率皮托管，可以更加精确和可靠
的控制电机输出，降低电机热损失，提高电机效率。

开关磁阻电动机的应用及其发展阅读报告姓名：--- 班级：机自XS1101班学号：------------前言：开关磁阻电机（SRD）是上世纪80年代初随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种新型调速驱动系统，具有结构简单、运行可靠及效率高等突出特点，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的竞争者，引起各国学者和企业界的广泛关注。

开关磁阻电动机调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。

英、美等经济发达国家对开关磁阻电动机调速系统的研究起步较早，并已取得显著效果，产品功率等级从数瓦直到数百千瓦，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。

中国对开关磁阻电动机调速系统的研究与试制起步于20世纪80年代末90年代初，取得了从基础理论到设计制造技术多方面的成果与进展，但产业化及应用性研究工作相对滞后。

正文：一．SRD电机在纺织机械中的应用(1)在印染行业的应用在印染行业中,筒纱染色的均匀性在工艺被决定了之后，主要就取决于筒子染色机输送染液的主泵对流量流速的控制与选择。

由于纱线品种的多样性，不同纱支所需的流量流速存在着差异，即使是同一种纱线若捻度不一样也需要主泵对流量流速进行选择。

早期的筒子染色机必需由工人凭借经验来操作，20世纪90年代有了交流变频器就可以通过染缸内外差的检测与反馈信号调节主泵转速来解决，现在有了SRD电动机调速系统完全可以利用它取代交流变频器。

这是因为SRD电机调速系统在与 PLC编程控制装置结合之后其染液流量流速状态更容易被控制，在任何情况下都能给出一个合理数值，同时电子元器件也不再受温度与湿度的干扰，这样也就确保了运行的稳定性，同时还解决了电机在潮湿环境里运行的问题。

（2）在化纤行业中的应用在化纤行业，其关键工序之一是将熔融的化纤材料在恒压下，由微孔喷出冷却成丝。

开关磁阻电动机：神奇的电动机原理及应用开关磁阻电动机是一种新颖的电动机，其运行原理相对于普通电动机有所不同。

本文将为大家深入解析开关磁阻电动机的工作原理、应用以及优缺点。

一、开关磁阻电动机的工作原理
开关磁阻电动机主要由转子和定子两部分组成，其中定子上的绕组通过外部电源源源不断地向上浮动或向下倾斜，使得通过绕组的电流发生周期性变化，从而引起转子的磁极进行拟合。

在转子的磁极转向过程中，绕组会因电流变化导致磁通方向的突变，进而发生磁阻变化现象，使得磁通线在定子和转子之间相互拉扯、压缩。

当电流变化方向突然发生变化，磁通线将瞬时穿透转子并产生一定的转矩，这就使得转子得以转动。

此时，转子上的永磁体以及定子上的开关磁阻吸合一起，阻止了绕组内部电流的继续变化，磁阻的变动也暂时停止了。

二、开关磁阻电动机的应用
开关磁阻电动机具有启动时转矩大、低速高扭矩运行、免维护等优点，因此在需要高负载启动的直流驱动系统中广泛应用。

同时，由于开关磁阻电动机在运行过程中不需要电动机控制器对磁通进行转换，因此可以降低系统成本和运行维护费用。

三、开关磁阻电动机的优缺点
1.优点：开关磁阻电动机具有起动时转矩大、性能稳定、免维护、运行频率高等特点。

在低转速下，开关磁阻电动机的扭矩相对较大。

2.缺点：开关磁阻电动机的设计需要较高的技术要求，同时其性能会受到外界电磁干扰的影响；开关磁阻电动机的调速性能相对较差，调速精度难以达到高级别的要求。

综上所述，开关磁阻电动机具有独特的工作原理和优势特点，在一些特定应用场合中具有广泛的应用前景。

开关磁阻电机发展概况及市场趋势开关磁阻电机最早由美国的一家公司发明并推出市场，以其独特的优势受到了广泛关注和认可。

相比传统的电机技术，开关磁阻电机在效率和能耗方面有较大的优势。

它通过电流改变磁场的方向来控制转子的运动，不需要传统电机中的电刷和换向器，减少了能量的损耗和噪音的产生。

另外，开关磁阻电机还具有高转矩和启动扭矩大的特点，适用于各种负载要求。

随着磁力材料和电子技术的不断进步，开关磁阻电机的性能和效率也在不断提高。

目前，开关磁阻电机的效率已经可以达到90%以上，超过了传统的感应电机和齿轮电机。

而且，开关磁阻电机的设计结构相对简单，制造成本较低，具有较长的使用寿命，这些特点进一步提升了其市场竞争力。

在应用方面，开关磁阻电机已经被广泛应用于家电、汽车、机械制造、航空航天等行业。

在家电领域，开关磁阻电机可以用于风扇、抽油烟机、冰箱压缩机等产品，提供高效率和低噪音的运行。

在汽车领域，开关磁阻电机可以应用于电动车辆的驱动系统，提供高转矩和高效率的驱动力。

在机械制造和航空航天领域，开关磁阻电机可以用于机械传动系统和飞行器的动力系统，提供可靠的运行和精确的控制。

市场趋势方面，开关磁阻电机在未来将有更广阔的市场前景。

一方面，随着人们对能源利用效率和环境保护意识的增强，对高效率和低能耗的电机需求将越来越高。

开关磁阻电机作为一种高效的电机技术，将可以满足这一需求。

另一方面，随着新能源汽车的普及和需求的增加，对高效率、高转矩和低噪音的电机也将越来越大，而开关磁阻电机正是满足这些需求的理想选择。

总之，开关磁阻电机是一种具有很大发展潜力和市场前景的新型电机技术。

它可以实现高效率、高转矩、低能耗和低噪音的运行，已经在多个领域展示出了广阔的应用前景。

随着磁力材料和电子技术的不断进步以及对能源效率和环境保护需求的增加，开关磁阻电机在未来的市场趋势将更加明确和广阔。

开关磁阻电动机的应用及其发展一、应用领域：1.汽车领域：SRM具有功率密度高、噪音低的特点，因此被广泛应用于汽车领域。

特别是在新能源汽车中，SRM由于其高效率、高可靠性和适应性强的特点，成为电动汽车驱动系统的理想选择。

2.工业自动化：SRM具有响应速度快、结构简单、适应性强等特点，因此在一些工业自动化设备中得到广泛应用，如风机、泵、压缩机等。

SRM的工作台阶化特性也使其在一些需要快速启停的装置中具有优势。

3.家电领域：由于SRM具有结构简单、节能环保的特点，因此被逐渐应用于家电领域。

如洗衣机、空调等家电产品中，SRM可以提供更高效、更稳定的运行效果。

4.风力发电：SRM的快速启停特性使其在风力发电系统中得到广泛应用。

风力发电系统中，SRM可以快速启动并保持高效运行，有效提高发电效率。

5.其他领域：SRM还在其他领域得到应用，如电动自行车、轨道交通、农业机械、船舶、机器人等。

二、技术发展：1.磁路设计优化：SRM的性能主要由磁路设计决定。

随着磁路设计优化的不断深入，SRM的效率和输出特性得到了大幅提升。

尤其是新材料的应用和磁路优化算法的改进，使SRM的磁路设计更加高效、节能。

2.功率电子器件的发展：SRM的工作需要使用功率电子器件进行控制，因此功率电子器件的进步也推动了SRM的发展。

随着功率半导体技术的不断提升，如IGBT、SiC等新型功率器件的应用，使SRM的控制更加精确、可靠。

3.控制算法的改进：SRM的控制算法的改进也促进了其应用的拓展。

传统的控制算法中存在容易产生振荡和共振的问题，而新的控制算法如矢量控制、预测控制等能够更好地解决SRM的控制问题，提供更好的工作性能。

4.系统集成优化：随着电动机和控制系统技术的发展，SRM的系统集成优化也在不断进行。

如加入智能化控制、网络通信等技术，提高SRM的控制精度和稳定性，实现SRM系统的更高级应用。

总之，开关磁阻电动机具有广泛的应用领域和快速的技术发展。

开关磁阻电机应用领域开关磁阻电机调速系统应用领域1、龙门刨床应用特点1）可比其他驱动方式节电30-70%2)启动电流小，对电网无冲击3)启动转矩大，适合重载起动4)制动转矩大，换向时越位小5)特有断电制动功能，避免创面以外停电时冲出床身6)电机不发热，适合频繁正反转；7)原有的基础上可以增加铣、磨新功能；8)简化结构，减少占地面积，节能效果明显；9)可靠性高，可减少停机时间，且调试、使用、维护方便2、锻压机床应用特点1)简化传动机械结构，减小体积；2)可比传统传动方式节电30%以上；3)滑块速度和形成次数无级调整；4)伺服控制，可在一个行程内精确变化转速；5)电机启动电流小，启动转矩大，适合频繁正反转；6)超强起动转矩，确保足够的打击能量；7)特殊制造设计的直驱式电动机；8)去掉摩擦换向装置，节省成本、节能效果明显3、纺织纺织机械应用特点1)能频繁迅速的实现起动、制动及正、反向运行；2)在一个工作行程中，可根据加工的要求平稳的变换速度；系统具有良好的负载特性；3) 控制器能保证电机在任何运动状态下转向变换时冲击电流在允许值内；4)数字、模拟混合控制，动态响应好，可靠性高；5)电机在最高转速时能够实现安全迅速制动换向；6)在一个工作行程中，可根据加工的要求平稳地变换速度；4、水泵应用特点1)可以带载启动，起动电流小；2)效率高，节能，过载能力强；3)调速范围宽；4)可频繁起停；5)应用开关磁阻电机调速系统可采用闭环控制，通过PLC与压力传感器相连接后可以随时的根据管网的内部压力的变化来调节电机的转速，即改变水泵的供水量，是管网内的水压保持恒定6)既能最大限速的增加管网的工作寿命，减少维护成本，又确保了正常生产用水的需要。

5、造纸机球磨机：1)实现数字化远程诊断及数据监控功能能；2)起动电流低、转矩大；3)效率高、节能效果好；4)随意设定速度，各部分传动点可任意单独起动，停止和调速；5)缺相与过负载时仍可工作，不会烧坏电机和控制器；6、风机1)调速范围宽，可在低速下长期运行；2)效率高，节能明显；3)功率因数高，无需加无功补偿装置7、压缩机1)启动转矩大，起动电流小可以带压启动；2)调速范围宽，效率高，低速下可长期运转；3)可实现恒压供气，节能；4)电机结构简单、牢固；工作可靠，能适用各种恶劣、高温甚至强振动环境；5)延长压缩机的使用寿命6)节能效果明显8、抽油机1、低启动电流，高启动转矩，启动电流为额定电流的30％，启动转矩为额定值的150％。

开关磁阻电机开关磁阻电机是一种新型的直线电机，具有结构简单、高效节能、位移稳定等优点。

该电机采用开关磁阻原理，在交变磁场中实现直线运动，是一种不能超越的电源开关形式。

它不需要嵌入任何磁铁、不需要进行感应和发电操作、能够满足高精度和高强度的应用，适用于机器人、机床、广告、家庭电器、测量、组装、定位、人机交互设备等领域。

开关磁阻电机的工作原理是运用了开关磁阻原理中的开关效应，将电流通过电流传感器控制，使电机运行，可以按照规定的磁场幅度产生直线运动。

此外，开关磁阻电机原是替代低效率的定子型电机的一种创新电机，其结构如图所示。

图1 开关磁阻电机简化结构图1.反铁心铁心2.励磁线圈3.开关导电片组4.插口5.定位销6.支架开关磁阻电机的关键部分是开关导电片组，通过控制导电片组的运动状态可以实现电机的正反转以及加减速。

在电流改变方向时导电片组会改变方向，使电机向反方向运转。

同时导电片组的数目、形状和位置决定了电机的输出力矩，因此导电片组的设计至关重要。

另外，开关磁阻电机的励磁线圈由交流电源提供电流，产生交变磁场，导致导电片组在上下移动时受到的磁力方向不同，从而产生直线运动。

这种电机运用了开关磁阻原理中的非线性效应，使能量转化的效率相对较高，能够减少功耗和低噪音运行。

在实际应用中，开关磁阻电机需要进行合理的选择和设计。

选择时，应考虑电机的功率、扭矩和转速等指标，结合具体应用场合，选择适合的电机型号。

对于设计而言，需要考虑导电片组的形状和数量，以及励磁线圈的电压和频率等因素，以确保电机的性能和稳定性。

总之，开关磁阻电机在结构简单、高效节能、位移稳定等方面具有突出的优点，在广泛的应用领域具有广阔的前景。

随着未来科技的进步，开关磁阻电机将逐渐替代传统定子型电机，成为一种新型的高效能源转换设备。

机械专业中英文文献翻译开关磁阻电机在家用食物料理机中的应用张珍，韦忠朝摘要：按照家用食物料理机要求，设计开发了一套400 w (6/4)三相开关磁阻电动机结构及其双闭环驱动控制系统。

使用新的单片机C8051F310，软件设计采用模块化程序设计方法,使系统具有很强的可读性和多功能性。

实验结果表明,该电路很简单,系统运行性能良好,可以满足设计要求。

关键词：开关磁阻电机单片机C8051F310 ＰＷＭ斩波控制家用食物料理机，常用的串激电动机电源是刷结构,容易产生火花,当它长时间使用，电刷会磨损。

感应电机（启动转矩小，负载过大则电机无法转动）、永磁无刷直流电机（磁铁价格高，较少采用）和开关磁阻电机均可以作为替代。

开关磁阻电机相对于感应电机起动转矩大，制造比永磁无刷直流电机简单，成本较低；与串激电机相比，它还拥有广泛的速度范围，成为家用食物料理机动力源的发展趋势，是一个新的SOC C8051F310单片机的类型。

单片机C8051F310是一种新型单片机SOC[1]，并应用于开关磁阻电动机的控制，可以充分利用其资源，并且单片机指令执行快速实现高性能控制的开关磁阻电动机。

以C8051F310单片机为核心的控制器，实现开关磁阻电动机控制6/4结构，并进行了实验验证系统运行效果。

１开关磁阻电机的工作原理开关磁阻电动机控制系统主要由开关磁阻电动机（ＳＲＭ）、功率变换器、转子位置检测器及控制器四部分构成［２］（图１）．图１开关磁阻电动机调速控制系统的构成在此系统中，ＳＲＭ为三相（６／４）结构，功率变换器选用不对称半桥电路的拓扑结构，位置检测器采用光电式位置传感器，控制器采用Ｃ８０５１Ｆ３１０单片机作为控制系统的核心．图２开关磁阻电动机动作原理图开关磁阻电机的工作原理，遵循“沿着磁通总是关闭阻力最小的路径”原则［３］．如图２ａ状态给Ａ相供电，根据上述原则，转子会逆时针旋转，最终使得转子磁极和定子极对齐，到达图２ｂ状态．从图２ａ到图２ｂ转子在空间上转过３０°机械角度．那么，通电相由Ａ相改为Ｂ相，继而Ｂ相改为Ｃ相．如图２，在一个动力循环周期（Ａ－Ｂ－Ｃ－Ａ）内，转子在空间上绕着一个螺距，根据相序循环电力使转子继续按逆时针方向旋转，输出机械能．根据机电能量转换的原理，可通过磁场储能Ｗｍ或磁Ｗ′ｍ到转子位置角θ时偏导数，得到ＳＲＭ的静态转矩特性，即假设电机磁路不饱和，即在磁路线性的情况下，有结合式（１）和式（２），得到假定电感与电流无关，此时，开关磁阻电机的电感随转子位置角的变化曲线见图３．由式（３）可知开关磁阻电机的转矩方向与电流方向无关，而与电感随转子位置角变化的偏导数有关；若，只要相绕组中有电流流过，则产生电动转矩；若，相绕组有电流流过，则产生制动转矩．图３开关磁阻电动机各相电感图对于ｍ相开关磁阻电机，假定各相具有对称的结构和电磁参数，根据电路定律和电磁感应定律，可以写出其某一相（第ｋ相）的电压平衡方程式为一般情况下相绕组电阻Ｒ很小，可忽略，磁路为线性即为常数，则相电流解析式可表示为对于ｍ相ＳＲＭ，相周期为θｃｙ，则其平均转矩为：若电机确定，开通关断角恒定，则（４）式积分部分为常数，因此有：开关磁阻电机调速控制的基本原理是控制开关磁阻电机转矩的大小与方向，根据上述分析可知，可通过控制绕组中电流以及其相对与转子的位置来实现．可见开关磁阻电机调速控制的可控参数有：相电流幅值Ｉｍ、开通角ｏｎ、关断角ｏｆｆ以及绕组电压ｕ．合理地改变这几个参数，即可控制开关磁阻电机的转速．２开关磁阻电机的控制策略具有典型运行特性的开关磁阻电机分为三个区域：恒转矩区、恒功率区和自然特性区（图４）．在恒转矩区，电动机转速较低，较小，旋转电势小，电流上升很快，又因为处于低速，每相的通电时间较长，因此需对电流进行斩波限幅，避免过流，称为电流斩波控制（ＣＣＣ）方式，也可采用调节相绕组外加电压有效值的电压ＰＷＭ控制方式；在恒功率区，电机转速较高，较大，旋转电动势较大，因而绕组电流上升率低，又由于处于较高速每个位置下主开关器件导通时间较短，所以电流无法上升到所需值，因此要通过合理调节主开关管的开通角和关断角来取得恒功率特性，称为角度位置控制（ＡＰＣ）方式；在自然特性区，电源电压、开通角和关断角等可控条件均到达控制极限，为固定值．当转速继续升高时，输出转矩将下降．图４中，ｎ１定义为开关磁阻电机的额定转速，此时对应功率为额定功率，ｎ１也称为第一临界转速；ｎ２为恒功率区的上限，即额定功率内所能达到的最高转速，称为第二临界转速．图４开关磁阻电机的典型运行特性图稳态运行时，控制策略可采取如下两种方式：在ｎ１转速以下，采用电流斩波控制（ＣＣＣ控制）；在ｎ１与ｎ２转速之间，则采用角度位置控制（ＡＰＣ控制）．本系统中电机工作在额定转速以下，因此宜采用电流斩波控制的控制策略．由式（５）知，当负载转矩一定时，转速正比于绕组端电压ｕ，通过ＰＷＭ斩波方式调节绕组端电压而实现转速和转矩的调节．因此，本系统可采用固定开通角、关断角，而对母线电压斩波控制来实现电流斩波控制的控制策略．图５开关磁阻电动机控制系统原理图开关磁阻电动机控制系统（图５）由电流、转速双闭环构成，其中电流环为内环［４］、速度环为外环．速度反馈信号ω是根据位置传感器输出的转子位置信号计算出来的，与速度给定ω＊相减后作为速度环ＰＩ调节器的输入，而速度调节器的输出信号则作为电流环的给定值ｉ＊，再与由电流采样测到的实际相电流ｉ值比较，得到电流偏差，作为电流环ＰＩ调节器的输入，ＰＩ调节器的输出作为调制波控制ＰＷＭ信号的占空比．控制器通过控制功率变换电路中主开关器件的开通关断来调节相绕组两端电压的占空比，实现输出转矩的控制，从而实现调速，以保证系统得到快速的响应．本控制器以Ｃ８０５１Ｆ３１０单片机为核心，综合外部转速输入给定、位置检测器及其转子位置反馈信号、电压电流采样电路采样的电压电流反馈信号、运行或故障指示信号等等［５］，通过Ｃ８０５１Ｆ３１０单片机的分析和计算，按照上述的控制策略，对功率变换器的主开关器件发出开通或关断信号，以完成对开关磁阻电机的高性能控制（图６）．图６单片机控制系统图３开关磁阻电机控制系统的软件设计本系统采用模块化的编程思想，电机控制程序为主程序无限循环、多个中断程序并行的程序结构（图６）．各个中断程序的主要思想是，母线电压、绕组电流以及给定速度值是电压采样硬件电路、电流采样硬件电路和外部速度给定硬件电路通过Ｃ８０５１Ｆ３１０单片机的ＡＤ转换得到．光电位置传感器电路输出的３路位置信号，可通过ＩＯ输入而后通过定时器Ｔ０计算得到实际速度．通过闭环调节计算，确定ＰＷＭ占空比来重新确定ＰＣＡ捕捉比较模块比较寄存器的值，从而获得控制统所需要的新的ＰＷＭ控制信号，ＰＷＭ控制信号经过驱动电路放大，进一步控制开关器件，从而实现开关磁阻电机的高性能控制．图７控制流程图３．１主程序的设计主程序主要是对系统进行初始化，并循环等待进入中断响应，其流程图简单（图８），它包括三个环节：系统初始化、电源测试和循环等待．３．２子程序的介绍３．２．１电流采样、电源电压采样、速度给定的实现在本文中，电机速度的调节是通过手动实现的．通过调节电位器的旋钮，使得电位器的电位发生变化，把变化后的电位通过硬件电路处理后，送入Ｃ８０５１Ｆ３１０单片机的ＡＤＣ模块，在单片机内部经过模数转换，将转换后得到的数字值送入单片机指定的数据单元中保存（图９）．Ｔ０定时器的中断周期是３３μｓ，位置信号的输入是通过Ｃ８０５１Ｆ３１０单片机的ＩＯ口对３路光电位置传感器输出信号进行实时检测实现．该程序定时查询转子位置信号，检测其变化，并记录相邻２次信号变化的时刻，由此计算开关磁阻电机的实际转速．根据转子当前位置和实际转速，精确控制各相开关管的通断，完成换相，并为系统实现转速闭环控制提供转速反馈（图１０）．３．２．３软件抗干扰设计（数字滤波子程序）为提高系统的可靠性，在硬件抗干扰措施基础上，增加软件抗干扰设计作为补充．本系统中，软件抗干扰技术采用算术平均滤波法．即连续取Ｎ个采样值进行算术平均运算，本系统Ｎ＝４．这样可以获得较准确的测量值，减小测量误差，提高了精度（图１１）．图１０Ｔ０定时器中断流程图图１１数字滤波程序流程图３．２．４Ｔ２中断子程序（电压ＰＷＭ计算子程序）此中断程序由Ｔ２定时器确定每次进入中断的时间，主要是由速度ＰＩ控制子程序构成的．这个程序用来调节开关磁阻电机的速度和确定对绕组的输出驱动ＰＷＭ波．通过速度ＰＩ控制算法对ＰＷＭ斩波占空比进行实时更新．４实验结果图１２为系统的整体框图，对开关磁阻电动机整个控制系统进行了实验．开关磁阻电机参数如下：额定功率４００Ｗ；额定转速１００００ｒ／ｍｉｎ；额定电压３１０Ｖ；定转子极数６／４；相数３．在２２０Ｖ交流供电情况下，带负载驱动电机．本实验中，位置检测器由３个光电编码器组成，每两个相邻光电编码器中心线的夹角是３０°．码盘为４齿４槽，齿槽均匀分布．通过位置信号可计算出开关磁阻电机运行的实际速度，用于速度反馈；还可以利用位置信号进行对功率开关器件的开通、关断控制和电机换相控制．本系统的位置信号波形见图１３，跟理论分析的一样，是占空比为５０％的方波，相与相之间相差１２０°电角度．一个通电周期内，有６个不同状态．图１２开关磁阻电动机控制系统整体图图１３两相转子位置信号波形由图１４可以看出，在闭环调速时，上管采用１８０°导通ＰＷＭ斩波方式．通过调节ＰＷＭ的占空比Ｄ，从而调节母线电压加在相绕组上的有效时间，改变了相电压有效值，进而实现调速．图１４两相上管驱动信号波形实验测得电机一相的电压电流波形如图１５图１６所示，可以看出电机在低速和高速运行时电流波形是有差别的．在较低速时，电流上升很快，在较高速时，电流上升比较慢．经过电压ＰＷＭ斩波后的电流波形较平稳，对电机冲击较小．而且本实验中电机在任何位置都可以起动，没有起动的死区，运行可靠．实验实测波形与理论分析吻合，验证了开关磁电机应用于新领域的可行性．图１５低速下，某一相绕组上电压和电流波形图１６较高转速下，某一相绕组上电压和电流波形５结论本文主要设计或研究的开关磁阻电动机的控制系统,并进行了实验。