開關磁阻電動機有兩個基本特征： 1）開關性， 開關磁阻電動機必須工作在一種連續的開關模式； 2）磁阻性， 開關磁阻電機為雙凸極可變磁阻電機， 它的結構原則是轉子旋轉時磁路的磁阻要有盡可能大的變化。其實常用的永磁電機由于轉子上嵌入了永磁體，也造成了轉子凸級磁阻變化，因而永磁電機的轉矩中也包含了磁阻轉矩，但是磁阻轉矩在永磁電機中占比不大，所以一般忽略了這種轉矩成分。

一、開關磁阻電機本體結構

開關磁阻電機的定、 轉子的凸極均由普通硅鋼片疊壓而成，這種加工工藝可盡可能地減小電機的渦流及磁滯損耗。轉子極上既沒有繞組也沒有永磁體，更沒有換向器、滑環等， 定子極上繞有集中繞組， 徑向相對的兩個繞組串聯構成一相， 電機整體結構簡單。

開關磁阻電機根據需要可設計成不同的相數， 按相數來分有單相、兩相、 三相、四相及多相磁阻電機，但低于三相的開關磁阻電動機一般沒有自啟動能力。 電機的相數越多，步距角就越小， 就越有利于減小轉矩脈動，但是相數多， 要用的開關器件就多，結構就越復雜，成本相應的也會增高，目前最常用的是三相和四相電機。 定、轉子的極數也有不同的搭配，例如三相開關磁阻電動機有 6/4 結構和 12/8 結構，四相開關磁阻電動機多是 8/6 結構等。

二、開關磁阻電機工作原理

開關磁阻電機是利用轉子磁阻不均勻而產生轉矩的電機，又稱反應式同步電動機，其結構及工作原理與傳統的交、直流電動機有很大的區別。它不依靠定、轉子繞組電流所產生磁場的相互作用而產生轉矩，而是依靠“磁阻最小原理”產生轉矩，即：“磁通總是沿著磁阻最小的路徑閉合，從而產生磁拉力，進而形成磁阻性質的電磁轉矩”和“磁力線具有力圖縮短磁通路徑以減小磁阻和增大磁導的本性”。

開關磁阻電機的磁阻隨著轉子凸極與定子凸極的中心線對準或錯開而變化，因為電感與磁阻成反比，當轉子凸極和定子凸極中心線對準時，相繞組電感最大，磁阻最小，當轉子凹槽和定子凸極中心線對準時，相繞組電感最小，磁阻最大。下面以三相 12/8 極開關磁阻電機為例進行說明，圖 2 表示該電機的一相電路的原理示意圖， S1、S2 是電子開關，D1、D2 是二極管，E 是電源。

圖 2 開關磁阻電機的工作原理

假設開關磁阻電機轉子在圖示位置時，開關 S1、S2 合上， A 相繞組通電，該相通過直流電源 E 進行勵磁，電機內將建立起以 OA 為軸線的徑向磁場，磁通通過定子軛、定子極、氣隙、轉子極、轉子軛等處閉合。通過氣隙的磁力線是彎曲的，此時磁路的磁阻大于定、轉子磁極軸線重合時的磁阻，因此，轉子將受到氣隙中彎曲磁力線的切向磁拉力產生的轉矩的作用，使得轉子磁極的軸線 Oa 向定子 A 相磁極軸線 OA 運動，并受到該方向的力矩作用，即逆時針方向。等Oa運動到與OA軸線重合，磁阻最小，A相將不再產生轉矩，此時應換一相導通，比如B相，則轉子將逆時針轉動另一個步進角。如果連續不斷地按 A－B－C的順序分別給繞組通電，則電機轉子會逆著勵磁順序以順時針方向連續旋轉。反之，依次給C－B－A相通電，則電機會順時針方向轉動。開關磁阻電機的轉向與相繞組的電流方向無關，只取決于相繞組通電的順序。

圖3 開關磁阻電機運行示意圖

三、開關磁阻電機特點

開關磁阻電機在近20年來日益得到關注，正是因為其特點明顯，優點與缺點同樣突出，先說說優點。

1.系統效率高、節能效果好：在寬廣的調速和功率范圍內，開關磁阻電機整體比異步電動機變頻調速系統效率高，在低速或輕載工作的狀態下效率能夠高10% 以上;與齒輪電機減速、二級皮帶輪減速、電磁調速等系統相比，開關磁阻調速電機節電效果更明顯。

2.起動轉矩大，起動電流小：開關磁阻電機系統從電源側吸收較少的電流，在電動機側可得到較大的起動轉矩，起動轉矩達額定轉矩的200% 時、起動電流僅為額定電流的30%，比之交流電動機的300% 電流獲得100% 的轉矩的性能，優勢非常明顯，特別適合于那些需要重載起動、負載變化明顯、頻繁起停的場合。

3.調速范圍廣，低速下可長期運行。由于開關磁阻電機效率高，在低速下的溫升程度比額定工況時要低，不存在變頻調速低速運行下電動機發熱問題。此外，開關磁阻電機最高轉速不會像交流電動機那樣受極數的限制，可以靈活地設定最高轉速。

4.電機可頻繁起停，頻繁正、反轉：開關磁阻電機四象限運行控制靈活，在有制動單元及制動功率滿足要求的情況下，起停及正反轉切換可達每小時幾百次以上。

5.缺相與過負載時仍可工作：出現電源缺相、電動機或控制器任一相出現故障時，開關磁阻調速電機輸出功率減小，但仍然可以運行，當系統超過額定負載120% 以上時，轉速只會下降，而不會燒毀電動機和控制器。

6.功率器件控制錯誤不會引起短路：開關磁阻電機調速系統的上下橋臂功率器件和電機的繞組串聯，不存在發生功率器件控制錯誤導致短路而燒毀的現象， 變頻器的主電路上下橋臂直接串聯，存在由于干擾或導通錯誤導致母線直接短路的可能性。

然而，上帝是公平的，目前的電機都是優缺點并存，任何一種電機都無法取代其它所有類型的電機，開關磁阻電機也具有以下缺點：

1.轉矩脈動：開關磁阻電機工作在脈沖供電方式中，瞬時轉矩脈動大，轉速很低時，步進狀態明顯，而且由于其本身的非線性，導致轉矩控制困難。盡管目前研究SRD直接轉矩控制技術等文章較多，但仍難以實現轉矩的精確控制，在伺服等精密控制場合，SRD與其它類型電機相比不具有優勢。

2.噪聲：開關磁阻電機相繞組輪流導通，徑向力導致定子變形，換相時更明顯，電機噪聲大，減小振動和噪聲是重要的研究課題，很多科研人員正在從電磁參數設計和調速方法以及電機結構幾方面進行研究加以改進，但現在與其它電機相比，仍然噪聲偏大。

3.位置檢測器：位置檢測器使得結構簡單的開關磁阻電機變得遜色，降低了系統可靠性，因此探索實用的無位置檢測器的檢測方案是十分有必要的。目前國內外研究較多的是用定子繞組的瞬態電感信息來實現無位置檢測器方案，但距實際應用還待進一步深入研究。