开关磁阻电机的结构

开关磁阻电机的工作原理
开关磁阻电机是一种能够快速启停和反转的电动机，它的工作原理基于磁阻的变化。

下面是开关磁阻电机的工作原理的详细解释：
1. 结构：开关磁阻电机由定子和转子组成。

定子上有多个绕组，每个绕组之间通过磁阻作为连接。

转子上也有绕组，与定子的绕组相连。

2. 动作原理：当电流通过定子的绕组时，会在绕组中产生一个磁场。

当转子中的绕组与定子绕组的磁场相互作用时，转子会受到一个力矩的作用，使其转动。

3. 磁场调节：开关磁阻电机通过改变传感器绕组中的电流方向来改变磁场的方向。

改变磁场的方向可以改变转子所受到的力矩的方向，从而实现电机的启动、停止和反转。

4. 工作过程：当需要启动电机时，通过改变传感器绕组中的电流方向，改变磁场的方向，使转子受到力矩的作用开始转动。

当需要停止电机时，改变电流方向，使磁场的方向与转动方向相反，转子受到的力矩变为阻碍转动的力矩，从而停止电机的转动。

当需要反转电机时，改变电流方向，使磁场的方向与原来相反，从而改变转子受到的力矩方向，使电机反向转动。

总之，开关磁阻电机的工作原理是通过改变磁场的方向来实现电机的启动、停止和反转，从而能够快速调节和控制电机的运转状态。

开关磁阻电机的结构与原理您的学习任务学习开关磁阻电机结构与原理，学习开关磁阻电机的拆装。

为开关磁阻电机的维护与保养打下良好基础。

相关知识一、开关磁阻电机的结构开关磁阻电机（Switch Reluctance Machine）具有高起动转矩、高效率、高过载能力、可正反频繁无冲击电流起动，可快速制动、可宽范围调速，低运行电流、低维护费用，结构简单、坚固，易于制造等特点。

使得其在新能源货运车上得到了大量使用，但开关磁阻电机所具有的震动较大，噪声大等使得其在新能源轿车中还没使用。

从图 4-20 开关磁阻电机外形图中可见与与三相交流鼠笼式异步电机最大的不同是电源进线多了，外部联线方式发生了改变。

本图中采用的是水冷方式，增加了冷却管路。

图4-20 开关磁阻电机外形图从图4-21 的开关磁阻拆装简图中，可以更清楚的看到开关磁阻的结构，定子绕组中有多个绕组，采取一定的接线方式，与定子铁芯一起形成多个磁极。

定子的每个绕组与其所围绕的铁芯形成一个磁极。

磁极是偶数的，两个互差 180°角的绕组组成一个磁极对。

分别代表磁场的N、S 极。

图4-21 开关磁阻拆装简图转子是由转子轴和转子铁芯所组成。

转子上无绕组也无导条，转子铁芯上有多个突出级，可为定子磁场提供顺畅的磁路。

转子突出极也是偶数的。

a)定子铁芯图b)定子铁芯与转子组装图c)定子与转子组装图图4-22 开关磁阻电机组装简图从图4-22 中可知，定子的磁极数为6，而转子的突出极为4。

可见定子磁极与转子突出极是不相等的。

但定子磁极数与转子突出极数应尽量靠近，不应相差太大。

定子和转子也还有其它的形式。

a) 12/8 极磁阻电机b) 4/2 极磁阻电机图4-23 开关磁阻电机不同磁极图在图4-23 中，a)图中定子磁极为12 极，但转子突出极只有8 极。

在b)图中，定子磁极有4 极，但转子突出极只有2 极。

在a)图中定子可以有6 相定子绕组接线，b) 图中定子绕组可以有A、B 两相绕组接线。

开关磁阻电机原理
开关磁阻电机是一种具有简单结构和高转矩密度的电动机。

它使用了磁阻转矩产生装置，其中磁阻转矩由电动机的定子和转子之间的磁阻产生。

开关磁阻电机的工作原理如下：
1. 组成：开关磁阻电机由定子、转子、定子绕组和悬挂片组成。

定子和转子之间通过永久磁铁产生磁阻转矩。

2. 工作原理：当定子线圈通电时，会在定子产生磁场。

定子的磁场会将转子吸引到某个位置，使两者之间形成磁阻。

同时，钢片的切割磁感线也会产生涡流，涡流通过电磁耦合作用与磁场相互作用，从而形成磁阻转矩。

3. 磁阻转矩控制：通过控制定子绕组的电流和相位，可以调节磁阻转矩的大小和方向。

通过改变电流的极性和大小，可以调节转子的位置和速度。

4. 高转矩密度：开关磁阻电机具有高转矩密度，是因为其转矩与控制电流的平方成正比。

即使在较低电流下，也能产生较大的转矩输出。

总而言之，开关磁阻电机利用磁阻转矩来实现机械输出。

它具有结构简单、转矩密度高的特点，并且可以通过调节电流控制转矩的大小和方向。

开关磁阻电机控制系统的结构组成包括以下几个方面：控制器：控制器是开关磁阻电机控制系统的核心部分，它根据输入的指令信号，经过处理后，向电机的主电路输出相应的控制信号，控制电机的转速和转向。

控制器主要由功率电路和控制电路组成，其中功率电路主要完成对电机主电路的控制，而控制电路则负责接收和处理输入的指令信号。

功率变换器：功率变换器是开关磁阻电机控制系统的重要组成部分，它能够根据控制器的控制信号，对电机的输入电源进行调制，从而实现对电机转矩和转速的控制。

功率变换器一般由开关管、二极管等电子元件组成。

位置检测器：位置检测器用于检测电机的转子位置和转速，将检测到的信号反馈给控制器，控制器再根据反馈信号调整控制信号，实现电机的闭环控制。

开关磁阻电机：开关磁阻电机是开关磁阻电机控制系统的被控对象，它是一种双凸极可变磁阻电机，其转子的凸极和定子的凸极相对，当电流通过电机绕组时，产生磁场使转子旋转。

总的来说，开关磁阻电机控制系统通过控制器、功率变换器、位置检测器和开关磁阻电机的协同工作，实现对电机的高效、精确控制。

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。

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。

开关磁阻电机的基本学习内容1 开关磁阻电机的基本原理以及结构开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor ，简称SRM) 定转子为双凸极结构，铁心均由普通硅钢片叠压而成，其定子极上有集中绕组，径向相对的两个绕组串联构成一相，转子非永磁体，其上也无绕组[1,3]。

SRM 的定转子极数必须满足如下约束关系：s r s N =2kmN = N + 2k (1-1) 其中，Ns ，Nr 分别为电机定、转子数；m 为电机相数值减1；k 为一常数。

以下图1-1所示一个典型四相8/6极SRM 为例，相数为4，因而m=3，取k=1，则Ns=6，Nr=8。

m 及k 值越高，越利于高控制性能控制，但相应成本越高，结构越复杂。

目前技术较为成熟，发展较为迅速的产品多为三、四相SRM [2]。

图1-1即为一典型四相8/6结构的SRM电机本体及其不对称功率变换器主电路的示意图（图1-1在末尾手画）。

为表述清晰，图中仅画出不对称半桥电路的一相，其他各相均与该相相同，并省略了相应的驱动及检测电路。

完整的开关磁阻电机调速系统（Switched Reluctance Motor Drive，简称SRD）则由SRM、功率变换器、控制器、位置检测器等四大部分组成，如下图1-2示。

SRM可以认为是同步电机的一个分支，它运行时遵循磁阻最小原理，同步进电机较为类似[2,30]。

其具体运行原理如下：首先要保证励磁相的定子凸极和最近的转子凹极中心线不重合，也即初始位移不能位于磁阻最小位置。

通以交流电后，经过一个整流桥变为直流电源，当开关S1和S2开通时，AA’相通电励磁，产生一个磁拉力。

在该电磁力的轴向分量作用下，产生电磁转矩，凸极转子铁心趋向于旋转到定转子极轴线B-B’与A-A’重合的位置；而电磁力的径向力分量则造成定子的“变形”，这也是产生转矩脉动和电机噪声的根本原因之一。

在该过程中电机吸收电能。

关断S1和S2，开通BB’相，此时AA’相经续流二极管VD1、VD2将电能回馈给电源，同时BB’相趋向运行到定转子极轴线C-C’与B-B’重合的位置。

电动车开关磁阻电机的结构【陆地方舟电动汽车网】电动汽车开关磁阻电机的基本组成部件有转子、定子和电子开关，如图所示。

开关磁阻电机的构成(1)转子开关磁阻电机的转子由导磁性能良好的硅钢片叠压而成，转子的凸极上无绕组。

开关磁阻电机转子的作用是构成定子磁场磁通路，并在磁场力的作用下转动，产生电磁转矩。

转子的凸极个数为偶数。

实际应用的开关磁阻电机的转子凸极最少有4个（2对），最多有16个（8对）。

(2)定子电动汽车开关磁阻电机的定子铁心也是由硅钢片叠压而成的，成对的凸极上绕有两个互相串联的绕组。

定子的作用是定子绕组按顺序通电，产生的电磁力牵引转子转动。

定子凸极的个数也是偶数，最少的有6个，最多的有18个。

定子和转子的极数组合见表，目前应用较多的四相8/6极结构和三相6/4极结构。

电动汽车开关磁阻电机的极数组合电动汽车开关磁阻电机的原理与其他类型的电机相比，开关磁阻电机的结构和工作原理都有很大的不同。

开关磁阻电机的定子和转子均为双凸极结构，依据磁路磁阻最小原理产生电磁转矩，使转子转动。

开关磁阻电机的定子双凸极上绕有集中绕组，转子凸极上没有绕组。

其电磁转矩产生如图所示。

图中仅画出其中一相绕组（A相）的连接情况。

当定子、转子凸极正对时，磁阻最小；当定子、转子凸极完全错开时，磁阻最大。

当B相绕组施加电流时，由于磁通总是选择磁阻最小的路径闭合，为减少磁路的磁阻，转子将顺时针旋转，直到转子凸极2与定子凸极B 的轴线重合。

四相8/6极开关磁阻电机当各电子开关依次控制A、B、C、D四个定子绕组通电时，转子就会不断受电磁力的作用而持续转动。

如果定子绕组按D-A-B-C的顺序通电，则转子就会逆着励磁顺序以逆时针方向连续旋转。

反之，若按B-A-D-C的顺序通电，则电机转子就会沿顺时针方向转动。

根据定子、转子凸极对数的配比，开关磁阻电机可以设计成不同的结构，如图所示。

开关磁阻电机的不同凸极配比。

开关磁阻电机常用结构
开关磁阻电机是一种常见的小型电机，它主要由磁阻、电容、电感、电源等部件构成。

它具有体积小、重量轻、结构简单、操作方便和稳定可靠等特点，是一种比较理想的电机应用装置。

开关磁阻电机的结构可分为两类，一类为内置式电机，主要由磁阻、电容、电感、电源等组成，结构紧凑，安装方便，适用于空间受限的应用场合。

另一类为外置式电机，主要由磁阻、电容、电感、电源、转子、滑动轴和弹簧等组成，结构简洁，安装方便，能够满足多种应用场合的要求。

开关磁阻电机的磁阻一般由电阻丝、电容以及电感组成，电容和电感的电容值可根据电机的实际功率和频率要求进行调整，以满足不同的应用要求。

开关磁阻电机的电源一般采用直流电源，也可以采用交流电源，既可以满足不同电机功率的要求，又可以满足不同频率要求，并且电源输出电压可以根据电机的实际要求进行调整，以满足不同的应用要求。

开关磁阻电机的操作原理是，当电源开关闭合时，电感、电容和磁阻等都会同时起作用，产生磁场，这时电机可以正常运行，当电源开关断开时，电感和电容就会起作用，产生一种反作用力，使电机停止运行。

开关磁阻电机的应用非常广泛，它可以用于家用电器、工业设备、医疗设备等广泛领域，特别是在节能减排方面，开关磁阻电机具有较高的能效，可以节省大量的能源。

开关磁阻电机的结构简单、操作方便、稳定可靠，使得它已经成为电机应用装置的理想选择，因此，它的使用范围仍在不断扩大。

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。

开关磁阻电机结构特点
开关磁阻电机属于一种新型的电机类型，其结构特点如下：
1. 转子结构：开关磁阻电机的转子由多个铁心组成，每个铁心之间通过绝缘材料隔开。

转子的铁心数量可以根据电机的功率和应用场景进行调整。

2. 定子结构：开关磁阻电机的定子主要由多个绕组组成，每个绕组分别被固定在定子铁心上。

定子铁心之间也通过绝缘材料隔开。

3. 磁路特点：开关磁阻电机的磁路是由多个通道组成的。

通道中有一个绕组，通过切换电流方向来产生磁场。

这种磁路结构使得电机具有高效率和高功率密度的特点。

4. 控制系统：开关磁阻电机的控制系统通常采用DSP芯片进行控制。

控制系统根据电机的负载情况和运行状态，来调整电流的方向和大小，以实现电机的高效率和高性能。

5. 优点：开关磁阻电机具有高效率、高功率密度、高响应速度、低噪音、低振动等优点。

此外，由于开关磁阻电机的磁路结构简单，制造成本低，因此在工业应用中也具有较高的竞争力。

以上是开关磁阻电机的结构特点和优点，它是一种新型的电机类型，具有很高的应用前景和发展潜力。

开关磁阻电机结构开关磁阻电机，又称为磁阻电动机，是一种新型驱动技术，该技术无需通电即可启动电机。

它具有结构简单、可靠性高、效率高、适应性强等优点，被广泛应用于家电、机床、交通等领域。

下面将详细介绍开关磁阻电机的结构。

1. 基本结构开关磁阻电机由转子、定子、机壳、定位部件和速度传感器组成。

其中转子和定子之间没有电气连接，靠磁阻力实现转矩传递。

转子由铁心、磁性材料和通电绕组组成。

定子由铁心、固定绕组和控制绕组组成。

机壳由铝合金材料制成，定位部件用于定位转子与定子之间的间隙，速度传感器用于检测电机转速和转向。

2. 转子结构转子一般采用圆盘形磁阻材料制成，其材料一般选择磁阻率高、居里温度高的材料。

转子的铁心结构分为单层和双层铁心结构。

单层结构铁心上有一层铁片组成，双层结构则在单层结构的基础上增加了一层环形铁心片。

这种结构有利于提高转子的扭矩和转速，并能降低热损失。

3. 定子结构定子由铁心和绕组组成。

绕组分为定子绕组和控制绕组，控制绕组用于产生旋转磁场，定子绕组与控制绕组相互作用，产生电磁感应力，从而产生转矩。

定子绕组的数量决定了电机的性能，一般采用奇数槽数量。

定子铁心上会安装固定绕组，该绕组是用于监测反电动势的，以保证电机稳定运行。

4. 控制部分开关磁阻电机要通过控制绕组来实现电机运行。

电机的控制电机通常采用空间矢量控制法及直接转矩控制法。

控制电路通过控制绕组的开关状态，使定子绕组与控制绕组形成一个旋转磁场，从而产生电磁力，实现电机的运行。

控制绕组在电机运行过程中消耗的电能很少，因此不会产生额外的电磁噪声和损耗，从而降低了电机的噪声和损耗。

总之，开关磁阻电机在结构上十分简单，但能够实现高效、可靠的驱动效果。

在家电、机床和交通等领域中得到了广泛应用。

未来开关磁阻电机将继续发展，其结构和性能方面将进一步提高。

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。