一、開關磁阻電機的工作原理

開關磁阻電機調速系統中使用的開關磁阻電機（SRM）是SRD中實現機電能量轉換的部分，也是SRD與其他電機驅動系統不同的主要標志。SRM系列雙凸極可變磁阻電動機，定轉子的凸極由普通硅鋼片層壓而成。轉子既沒有繞組也沒有永磁體。集中繞組纏繞在定子極上。兩個截然相反的繞組連接在一起，稱為“一相”。SR電機可以設計成各種不同的相數。定子和轉子有許多不同的極點組合。相數多、步距角小有利于減小轉矩脈動，但結構復雜，主開關器件大，成本高。如今，四相（8/6）結構和六相（12/8）結構更為常用。

該圖顯示了四相（8/6）結構SR電動機的原理圖。為簡單起見，圖中僅顯示了A相繞組及其電源電路。SR電機的工作原理遵循“最小磁阻原理”——‘磁通量總是沿著磁阻最小的路徑閉合，當具有一定形狀的鐵芯移動到最小磁阻位置時，必須使其主軸和磁場。軸重合。圖中，當定子D-D’極被激勵時，1-1‘旋轉到定子軸線D-D’重疊的位置，使D相勵磁繞組的電感最大化。如果以圖中定子和轉子的相對位置為起始位置，D→A→B→C相繞組依次通電，轉子繼續逆時針逆時針旋轉勵磁序列;相反，如果按順序給出 當相位 B→A→D→C 通電時，電機將順時針方向旋轉。可以看出，SR電機的方向與相繞組的電流方向無關，而僅取決于相繞組通電的順序。此外，從圖2可以看出，當主開關器件S1和S2導通時，A相繞組吸收直流電源US的電能，當S1和S2關閉時，繞組電流繼續流過續流二極管VD1和VD2。并反饋到電源美國。因此，SR電機驅動器的共同特點是具有再生效果和較高的系統效率。

可以看出，通過控制添加到SR電機繞組的電流脈沖的幅值和寬度及其與轉子的相對位置（即導通角，關閉角），可以控制SR電機轉矩的大小和方向。它是SR電機速度控制的基本原理。

二、開關磁阻電機的優缺點

優勢

1.結構簡單;電機結構簡單，成本低，可用于高速運行。SRM的結構比鼠籠式感應電動機簡單。轉子具有極高的機械強度，可用于超高速運行（如每分鐘數萬轉）。至于定子，它只有幾個集中的繞組，因此易于制造且絕緣結構簡單。

2、電路可靠;電源電路簡單可靠。由于電機轉矩方向與繞組電流方向無關，即只需要一個單相繞組電流，因此電源電路可以實現每相一個電源開關。相比之下，異步電動機的繞組需要流動雙向電流，而為其供電的PWM逆變器的電源電路每相需要兩個功率器件。因此，開關磁阻電機調速系統比PWM變頻器電源電路需要更少的功率元件，并且電路結構簡單。此外，PWM逆變電源電路的每個橋臂中的兩個電源開關管直接橫跨直流電源側，容易直接短路和燒毀功率器件。在開關磁阻電機調速系統中，各功率開關裝置直接與電機繞組串聯，從根本上避免了通短路現象。因此，可以簡化開關磁阻電機調速系統中電源電路的保護電路，從而降低成本并具有更高的可靠性。

3、系統可靠性高;系統可靠性高。從電動機的電磁結構來看，每個繞組和磁路相互獨立，并且在一定的軸角范圍內產生電磁轉矩。與一般電機不同，必須在各相繞組和磁路的共同作用下產生旋轉磁場，以使電機正常運行。從控制結構的角度來看，每個相電路為相繞組供電，并且通常彼此獨立工作。

4.啟動優點：啟動轉矩大，啟動電流低。控制器輸出的電流較小，電機獲得較大的啟動轉矩是該系統的主要特點。典型產品的數據為：當啟動電流為額定電流的15%時，啟動轉矩為100%額定轉矩;當啟動電流為額定電流的30%時，啟動轉矩可以達到其額定扭矩的250%。與其他速度控制系統的啟動特性相比，例如，直流電動機使用100%電流，鼠籠式感應電動機使用300%電流以獲得100%扭矩。啟動電流小、扭矩大的優點也可以延伸到低速運行段，因此該系統非常適合那些需要重載啟動和長時間低速重載運行的機器。

5.頻繁啟停;適合頻繁啟停和正反轉換操作。該系統具有高啟動轉矩和低啟動電流的特點，因此在啟動過程中電流沖擊小，電機發熱小于連續額定運行期間。它適用于頻繁的啟停和正向和反向轉換操作。

6.性能好;調速性能好。控制開關磁阻電機至少有四種主要運行參數和常用方法：相導角、相關分斷角、相電流幅值、相繞組電壓，靈活方便。根據電機的運行要求和電機的狀況，可以采用不同的控制方法和參數值，使其以最佳狀態運行（如最大輸出，最高效率等），還可以實現各種功能。特定曲線。例如，電機具有完全相同的四象限運行能力，具有最高的啟動轉矩和串聯勵磁電機的負載能力曲線。可用于速度閉環控制，形成非靜態速度控制系統可以非常方便。

7.效率高;開關磁阻電機系統是一種高效的調速系統。以3kW SRM系統為例，系統效率在寬范圍內可以達到87%。

弊

轉矩脈動大、噪聲、振動大：從工作原理上看，開關磁阻電機轉子上產生的轉矩疊加一系列脈沖轉矩，影響SRM的性能。

三、開關磁阻電機的發展

開關磁阻電機作為一種新型調速驅動系統，因其結構簡單、成本低、效率高、調速性能優異、可控性靈活等特點，越來越受到人們的認可和應用。已成功應用于電動汽車驅動系統、家用電器、工業應用、伺服系統、高速驅動、航空航天等多個領域，成為交流電機調速系統、直流電機調速系統、無刷直流電機調速系統的有力競爭對手。

如今，隨著電力電子技術、數字信號處理技術、控制技術的飛速發展，隨著智能技術的不斷成熟和高速、高效、低成本數字信號處理芯片（DSP）的出現，利用高性能DSP開發了各種復雜的算法，無需額外的外部硬件電路即可間接位置檢測技術大大提高了可靠性和適用性。 的開關磁阻電機檢測，肯定會在更大程度上展示SRD的優越性。

在 1990 年代，它進一步與計算機控制的柔性制造系統、主倉庫和裝配機器人相結合。計算機控制材料和組件的供應管理，以實現整個工廠的高效、高質量、全自動和均衡生產。設計和制造水平不斷提高，專用控制芯片和集成功率器件不斷開發，開關磁阻電機的性能和適用性不斷提高，為開關磁阻電機提供了巨大的潛在市場。