開關(guān)磁阻電動機(jī)有兩個基本特征： 1）開關(guān)性,， 開關(guān)磁阻電動機(jī)必須工作在一種連續(xù)的開關(guān)模式,； 2）磁阻性， 開關(guān)磁阻電機(jī)為雙凸極可變磁阻電機(jī),， 它的結(jié)構(gòu)原則是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時磁路的磁阻要有盡可能大的變化,。其實(shí)常用的永磁電機(jī)由于轉(zhuǎn)子上嵌入了永磁體，也造成了轉(zhuǎn)子凸級磁阻變化,，因而永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)矩中也包含了磁阻轉(zhuǎn)矩,，但是磁阻轉(zhuǎn)矩在永磁電機(jī)中占比不大,，所以一般忽略了這種轉(zhuǎn)矩成分。 

開關(guān)磁阻電機(jī)工作原理

    開關(guān)磁阻電機(jī)是利用轉(zhuǎn)子磁阻不均勻而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機(jī),，又稱反應(yīng)式同步電動機(jī),，其結(jié)構(gòu)及工作原理與傳統(tǒng)的交,、直流電動機(jī)有很大的區(qū)別,。它不依靠定、轉(zhuǎn)子繞組電流所產(chǎn)生磁場的相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,，而是依靠“磁阻最小原理”產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,，即：“磁通總是沿著磁阻最小的路徑閉合，從而產(chǎn)生磁拉力,，進(jìn)而形成磁阻性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)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(dǎo)的本性”,。
    開關(guān)磁阻電機(jī)的磁阻隨著轉(zhuǎn)子凸極與定子凸極的中心線對準(zhǔn)或錯開而變化，因?yàn)殡姼信c磁阻成反比,，當(dāng)轉(zhuǎn)子凸極和定子凸極中心線對準(zhǔn)時,，相繞組電感最大，磁阻最小,，當(dāng)轉(zhuǎn)子凹槽和定子凸極中心線對準(zhǔn)時,，相繞組電感最小，磁阻最大,。下面以三相 12/8 極開關(guān)磁阻電機(jī)為例進(jìn)行說明,，圖 2 表示該電機(jī)的一相電路的原理示意圖， S1,、S2 是電子開關(guān),，D1、D2 是二極管,，E 是電源,。

    假設(shè)開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子在圖示位置時,，開關(guān) S1、S2 合上,， A 相繞組通電,，該相通過直流電源 E 進(jìn)行勵磁，電機(jī)內(nèi)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(zhuǎn)子極,、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子磁極軸線重合時的磁阻,，因此，轉(zhuǎn)子將受到氣隙中彎曲磁力線的切向磁拉力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的作用,，使得轉(zhuǎn)子磁極的軸線 Oa 向定子 A 相磁極軸線 OA 運(yùn)動,，并受到該方向的力矩作用，即逆時針方向,。等Oa運(yùn)動到與OA軸線重合,，磁阻最小，A相將不再產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,，此時應(yīng)換一相導(dǎo)通,，比如B相，則轉(zhuǎn)子將逆時針轉(zhuǎn)動另一個步進(jìn)角,。如果連續(xù)不斷地按 A－B－C的順序分別給繞組通電,，則電機(jī)轉(zhuǎn)子會逆著勵磁順序以順時針方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。反之,，依次給C－B－A相通電,，則電機(jī)會順時針方向轉(zhuǎn)動。開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)向與相繞組的電流方向無關(guān),，只取決于相繞組通電的順序,。

開關(guān)磁阻電機(jī)特點(diǎn)
    開關(guān)磁阻電機(jī)在近20年來日益得到關(guān)注，正是因?yàn)槠涮攸c(diǎn)明顯,，優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)同樣突出,，先說說優(yōu)點(diǎn)。
    1.系統(tǒng)效率高,、節(jié)能效果好：在寬廣的調(diào)速和功率范圍內(nèi),，開關(guān)磁阻電機(jī)整體比異步電動機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)效率高，在低速或輕載工作的狀態(tài)下效率能夠高10% 以上;與齒輪電機(jī)減速,、二級皮帶輪減速,、電磁調(diào)速等系統(tǒng)相比，開關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)節(jié)電效果更明顯,。
    2.起動轉(zhuǎn)矩大,，起動電流小：開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)從電源側(cè)吸收較少的電流,，在電動機(jī)側(cè)可得到較大的起動轉(zhuǎn)矩,，起動轉(zhuǎn)矩達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的200% 時、起動電流僅為額定電流的30%，比之交流電動機(jī)的300% 電流獲得100% 的轉(zhuǎn)矩的性能,，優(yōu)勢非常明顯,，特別適合于那些需要重載起動、負(fù)載變化明顯,、頻繁起停的場合,。
    3.調(diào)速范圍廣，低速下可長期運(yùn)行,。由于開關(guān)磁阻電機(jī)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(diào)速低速運(yùn)行下電動機(jī)發(fā)熱問題,。此外,，開關(guān)磁阻電機(jī)最高轉(zhuǎn)速不會像交流電動機(jī)那樣受極數(shù)的限制,，可以靈活地設(shè)定最高轉(zhuǎn)速,。
    4.電機(jī)可頻繁起停，頻繁正,、反轉(zhuǎn)：開關(guān)磁阻電機(jī)四象限運(yùn)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(zhuǎn)切換可達(dá)每小時幾百次以上,。
    5.缺相與過負(fù)載時仍可工作：出現(xiàn)電源缺相,、電動機(jī)或控制器任一相出現(xiàn)故障時，開關(guān)磁阻調(diào)速電機(jī)輸出功率減小,，但仍然可以運(yùn)行,，當(dāng)系統(tǒng)超過額定負(fù)載120% 以上時，轉(zhuǎn)速只會下降,，而不會燒毀電動機(jī)和控制器,。
    6.功率器件控制錯誤不會引起短路：開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的上下橋臂功率器件和電機(jī)的繞組串聯(lián)，不存在發(fā)生功率器件控制錯誤導(dǎo)致短路而燒毀的現(xiàn)象,， 變頻器的主電路上下橋臂直接串聯(lián),，存在由于干擾或?qū)ㄥe誤導(dǎo)致母線直接短路的可能性。

    然而,，上帝是公平的,，目前的電機(jī)都是優(yōu)缺點(diǎn)并存，任何一種電機(jī)都無法取代其它所有類型的電機(jī),，開關(guān)磁阻電機(jī)也具有以下缺點(diǎn)：
    1.轉(zhuǎn)矩脈動：開關(guān)磁阻電機(jī)工作在脈沖供電方式中,，瞬時轉(zhuǎn)矩脈動大，轉(zhuǎn)速很低時,，步進(jìn)狀態(tài)明顯,，而且由于其本身的非線性，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩控制困難。盡管目前研究SRD直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)等文章較多,，但仍難以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的精確控制,，在伺服等精密控制場合，SRD與其它類型電機(jī)相比不具有優(yōu)勢,。
    2.噪聲：開關(guān)磁阻電機(jī)相繞組輪流導(dǎo)通,，徑向力導(dǎo)致定子變形，換相時更明顯,，電機(jī)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(shù)設(shè)計(jì)和調(diào)速方法以及電機(jī)結(jié)構(gòu)幾方面進(jìn)行研究加以改進(jìn),，但現(xiàn)在與其它電機(jī)相比,，仍然噪聲偏大。

    3.位置檢測器：位置檢測器使得結(jié)構(gòu)簡單的開關(guān)磁阻電機(jī)變得遜色,，降低了系統(tǒng)可靠性,，因此探索實(shí)用的無位置檢測器的檢測方案是十分有必要的。目前國內(nèi)外研究較多的是用定子繞組的瞬態(tài)電感信息來實(shí)現(xiàn)無位置檢測器方案,，但距實(shí)際應(yīng)用還待進(jìn)一步深入研究,。

開關(guān)磁阻電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的區(qū)別
兩種電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域不同，步進(jìn)電機(jī)是可以通過開環(huán)控制實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行位置進(jìn)行精準(zhǔn)控制,，開關(guān)磁阻電機(jī)主要應(yīng)用于調(diào)速控制
開關(guān)磁阻電動機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的唯一區(qū)別是：SRM的開通和關(guān)斷角是可以控制的,； 而步進(jìn)電機(jī)是固定的。
    1,、開關(guān)磁阻電動機(jī)有較大的電動機(jī)利用系數(shù),，可以是感應(yīng)電動機(jī)利用系數(shù)的1.2~1.4倍。
    2,、電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單,，轉(zhuǎn)子上沒有任何形式的繞組；定子上只有簡單的集中繞組,，端部較短,，沒有相間跨接線。因此,，具有制造工序少,、成本低、工作可靠,、維修量小等特點(diǎn),。
    3、開關(guān)磁阻電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電流極性無關(guān),，只需要單向的電流激勵,，理想上公率變換電路中每相可以只用一個開關(guān)元件,，且與電動機(jī)繞組串聯(lián)，不會像PWM逆變器電源那樣,，存在兩個開關(guān)元件直通的危險,。所以，開關(guān)磁阻電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)SED線路簡單,，可靠性高,，成本低于PWM交流調(diào)速系統(tǒng)。
    4,、開關(guān)磁阻電動機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式對轉(zhuǎn)速限制小,，可制成高轉(zhuǎn)速電動機(jī)，而且轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小,，在電流每次換相時又可以隨時改變相匝轉(zhuǎn)矩的大小和方向,，因而系統(tǒng)有良好的動態(tài)響應(yīng)。
    5,、SRD系統(tǒng)可以通過對電流的導(dǎo)通,、斷開和對幅值的控制，得到滿足不同負(fù)載要求的機(jī)械特性,，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟啟動和四象限運(yùn)行等功能,，控制靈活,。又由于SRD系統(tǒng)是自同步系統(tǒng)運(yùn)行,，不會像變頻供電的感應(yīng)電動機(jī)那樣在低頻時出現(xiàn)不穩(wěn)定和振蕩問題。
    6,、由于SR開關(guān)磁阻電動機(jī)采用了獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法以及相應(yīng)的控制技巧,，其單位處理可以與感應(yīng)電動機(jī)相媲美，甚至還略占優(yōu)勢,。SRD系統(tǒng)的效率和功率密度在寬廣的速度和負(fù)載范圍內(nèi)都可以維持在教導(dǎo)水平,。