開關(guān)磁阻電機(jī)是基于什么制成的

開關(guān)磁阻電機(jī)（Switched Reluctance Motor，簡(jiǎn)稱SRM）是基于磁阻轉(zhuǎn)矩原理制成的一種新型調(diào)速電機(jī)。

一、制成原理

開關(guān)磁阻電機(jī)的制成原理主要基于“磁阻最小原理”，即磁通總要沿著磁阻最小的路徑閉合。在電機(jī)中，當(dāng)定子與轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)位置發(fā)生變化時(shí)，它們之間的磁阻也會(huì)相應(yīng)變化。通過(guò)控制定子繞組中的電流，可以產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，進(jìn)而利用磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的吸引力（磁阻轉(zhuǎn)矩）使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

開關(guān)磁阻電機(jī)的設(shè)計(jì)充分利用了磁阻的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。與傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)不同，開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒(méi)有任何形式的繞組或永磁體，僅由鐵芯構(gòu)成，因此其制造成本較低，且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單堅(jiān)固。

二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

開關(guān)磁阻電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、控制器、功率變換器和位置檢測(cè)器等部分組成。

1. 定子 ：定子上裝有若干個(gè)對(duì)稱分布的定子極，每個(gè)定子極上都繞有集中繞組。這些繞組通過(guò)控制器和功率變換器進(jìn)行供電和控制，以產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。
2. 轉(zhuǎn)子 ：轉(zhuǎn)子由鐵芯構(gòu)成，鐵芯上沒(méi)有任何繞組或永磁體。這種設(shè)計(jì)使得轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度極高，能夠承受高速運(yùn)轉(zhuǎn)的應(yīng)力。
3. 控制器 ：控制器是開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)控制定子繞組中電流的通斷和大小。通過(guò)精確地控制電流的時(shí)序和幅值，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)矩的精確控制。
4. 功率變換器 ：功率變換器將外部電源提供的直流電轉(zhuǎn)換為電機(jī)所需的交流電，并供給定子繞組。其性能直接影響到電機(jī)的運(yùn)行效率和可靠性。
5. 位置檢測(cè)器 ：位置檢測(cè)器安裝在電機(jī)的一端，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置信息。這些信息反饋給控制器，以便控制器能夠準(zhǔn)確地控制電流的通斷和大小，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的精確控制。

三、工作原理

開關(guān)磁阻電機(jī)的工作原理可以概括為“磁阻轉(zhuǎn)矩原理”和“順序通電控制”。

1. 磁阻轉(zhuǎn)矩原理 ：當(dāng)電流通過(guò)定子極時(shí)，在定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下，轉(zhuǎn)子上的鐵芯會(huì)受到磁力的吸引。由于磁阻總是趨向于最小，因此轉(zhuǎn)子會(huì)運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)的位置（即磁阻最小的位置）。當(dāng)定子中的電流被改變時(shí)，磁場(chǎng)也會(huì)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)子又會(huì)受到新的磁力作用，不斷地被吸引到新的磁場(chǎng)最強(qiáng)的位置。通過(guò)不斷改變定子中的電流，可以使轉(zhuǎn)子連續(xù)地運(yùn)動(dòng)。
2. 順序通電控制 ：為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，控制器會(huì)按照一定的順序向定子各相繞組中依次通入電流。當(dāng)一相繞組通電時(shí)，該相定子極產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)吸引轉(zhuǎn)子向該方向轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)該相繞組斷電時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)由于慣性繼續(xù)向該方向轉(zhuǎn)動(dòng)；接著，控制器會(huì)向下一相繞組通電，產(chǎn)生新的磁場(chǎng)繼續(xù)吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)不斷改變定子各相的通電次序和時(shí)序，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向和速度的控制。

四、控制方法

開關(guān)磁阻電機(jī)的控制方法主要包括電流斬波控制（CCC）、角度位置控制（APC）和電壓控制（VC）等。

1. 電流斬波控制（CCC） ：在CCC控制方法中，控制器通過(guò)調(diào)節(jié)定子繞組中的電流大小來(lái)保持電機(jī)的轉(zhuǎn)矩恒定。當(dāng)電機(jī)負(fù)載增加時(shí)，控制器會(huì)增加電流以補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩的下降；反之，當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，控制器會(huì)減小電流以避免過(guò)流和過(guò)熱。
2. 角度位置控制（APC） ：在APC控制方法中，控制器根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置信息來(lái)調(diào)整定子繞組的通電角度（即導(dǎo)通角和關(guān)斷角）。通過(guò)優(yōu)化這些角度參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的最優(yōu)運(yùn)行性能和效率。
3. 電壓控制（VC） ：VC控制方法通過(guò)調(diào)節(jié)定子繞組兩端的電壓來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。在VC控制下，電機(jī)可以在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速和高效運(yùn)行。

五、應(yīng)用領(lǐng)域

由于開關(guān)磁阻電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)速范圍寬、系統(tǒng)可靠性高以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。

1. 電動(dòng)車驅(qū)動(dòng) ：隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，開關(guān)磁阻電機(jī)因其高效率和低成本的特點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。在電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，開關(guān)磁阻電機(jī)可以作為主驅(qū)動(dòng)電機(jī)或輔助驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用，提供穩(wěn)定可靠的動(dòng)力輸出。
2. 通用工業(yè) ：在通用工業(yè)領(lǐng)域，開關(guān)磁阻電機(jī)被廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。通過(guò)精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的節(jié)能降耗和高效運(yùn)行。