一、開關磁阻電機基本概念
開關磁阻電機智能驅動系統(tǒng)（Switched Reluctance Drive
：SRD），由開關磁阻電機本體(SRM)及其智能控制系統(tǒng)兩大部分構成，是全球范圍內最新一代高效電動機，兼具直流、交流兩類調速系統(tǒng)的優(yōu)點，是繼變頻調速系統(tǒng)、無刷直流電動機調速系統(tǒng)之后發(fā)展起來的最新一代無級調速系統(tǒng)，是集現(xiàn)代微電子技術、數(shù)字技術、電力電子技術、紅外光電技術及現(xiàn)代電磁理論、設計和制作技術為一體的光、機、電一體化高新技術。
其電機部分由于是運用了磁阻最小原理，故稱為磁阻電動機，又由于線圈電流通斷、磁通狀態(tài)直接受開關控制，故稱為開關磁阻電動機。由機殼、定轉子、電機軸和轉子位置檢測器構成。
智能控制系統(tǒng)，是開關磁阻電機的大腦，它綜合轉子位置、速度和電流等反饋信息及外部輸入的命令，通過在線分析處理，決定控制策略，向功率變換器發(fā)出執(zhí)行命令，控制磁阻電機運行?？刂破饔晌⒖刂破?、數(shù)字邏輯電路及接口電路等構成。
二、開關磁阻電機發(fā)展概況
1980年，Leeds大學的Lawrenson及其同事們發(fā)表論文《開關磁阻調速電動機》，標志著開關磁阻電機正式得到國際承認。
作為一種高性能的新型調速系統(tǒng)，SRD問世不久，引起各界的廣泛關注。美國、加拿大等國競相發(fā)展，并在系統(tǒng)一體化設計、微機應用、電動機電磁分析、功率元件應用、新型結構開發(fā)等方面取得了很大進展。
目前，SRD電機在國外已經(jīng)得到很大發(fā)展。產品已廣泛應用于電動車驅動系統(tǒng)、航空航天飛行器、高轉速電機、油田設備、通用工業(yè)（風機、
泵、壓縮機等）、牽引電機等領域，功率范圍從10W到5MW不等，轉速上限高達20萬轉。這也是國外這些領域的裝備性能領先于我國的根本原因之一。
我國對開關磁阻電動機調速系統(tǒng)的研究與試制起步于20世紀80年代，目前取得了從基礎理論到設計制造技術多方面的成果與進展。迄今為止，已有十余家單位推出不同性能、不同用途的幾十個系列和規(guī)格的產品，應用于油田、紡織、冶金、機械、運輸?shù)刃袠I(yè)的數(shù)十種生產機械和交通工具中。
但由于此種電機技術復雜，而我國從事此種電機研究的人員少、實際設計和應用人才少，加之國內過這種電機的理解和認識還不夠深入，因此，還沒有到普及的程度。然而，其劃時代的優(yōu)越性能決定了開關磁阻電機全面進入各種應用領域是必然的，只是個時間問題。
三、開關磁阻電機的基本結構和原理
1、開關磁阻電機基本結構
開關磁阻電機是開關磁阻電機調速系統(tǒng)的執(zhí)行單元，它的結構和工作原理與傳統(tǒng)交直流電機有著根本的區(qū)別，其主要結構分為五個部分，分別為定子、轉子、結構件、位置傳感部分、散熱結構部分。
定子部分主要包括定子鐵芯、繞組、槽楔、絕緣材料、電機引線等；轉子部分包括軸、轉子鐵芯；結構件主要包括機殼、端蓋、軸承蓋、軸承、接線盒、接線柱、吊環(huán)等；位置傳感部分包括位置傳感器、導磁盤、信號線、密封結構等；散熱部分包括風葉、風罩等。以SRM160L-12/8極結構的開關磁阻電機為例，具體結構如下圖所示。
圖1：開關磁阻電機基本結構
2、開關磁阻電機基本工作原理
以12/8極三相開關磁阻電機為例，上圖2表示該電機的橫切面和一相電路的原理示意圖，Sl、S2是電子開關，Dl、D2是二極管，Us是直流電源。它的定子和轉子為雙凸極結構，極數(shù)互不相等，定子繞組可根據(jù)需要采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)結合的形式在相應的極上得到徑向磁場，轉子由硅鋼片疊片構成，無繞組，轉子帶有位置檢測器以提供轉子位置信號，使定子繞組按一定的順序通斷，保持電機的連續(xù)運行。電機磁阻隨著轉子磁極與定子磁極的中心線對準或錯開而變化，因為電感與磁阻成反比，當轉子磁極在定子磁極中心線位置時，相繞組電感最大，當轉子極間中心線對準定子磁極中心線時，相繞組電感最小。
當定子A相磁極軸線OA與轉子磁極軸線Oa不重合時，如圖3，開關S1、S2閉合，A相繞組通電，電動機內建立起以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，此時磁路的磁導小于定、轉子磁極軸線重合時的磁導，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，使轉子逆時針方向轉動，轉子磁極的軸線Oa向定子A相磁極軸線OA趨近。
當OA和Oa軸線重合時，如圖2，轉子已達到平衡位置，即當A相定、轉子極對極時，切向磁拉力消失，轉子不再轉動。此時斷開A相開關S1、S2，閉合B相開關，建立以B相定子磁極為軸線的磁場，電動機內磁場沿順時針方向轉過30°，轉子在磁場磁拉力的作用下繼續(xù)沿著逆時針方向轉過15°，轉子磁極的軸線Ob向定子B相磁極軸線OB趨近,如圖4。依此類推，定子繞組A-B-C三相輪流通電一次，轉子逆時針轉動了一個轉子極距δr，對于三相12/8極開關磁阻電機，δr=360°/8=45°。
可見，連續(xù)不斷地按A-B-C-A的順序分別給定子各相繞組通電，電動機內磁場軸線沿A-B-C-A的方向不斷移動，轉子沿A-C-B-A的方向逆時針旋轉。如果按A-C-B-A的順序給定子各相繞組輪流通電，則磁場沿著A-C-B-A的方向轉動，轉子則沿著與之相反的A-B-C-A方向順時針旋轉
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