SRD研究的未来发展方向探讨

1.完善SR电动机设计理论

SR电动机相电流的非正弦和磁路的非线性使其性能的准确分析和计算困难。目前普遍采用二维非线性有限元法分析SR电动机内部的饱和磁场，其局限性主要有两方面^[97]：一是对以路为基础的设计方法研究不够。事实上，由路的方法导出的设计公式能以清晰的物理概念体现设计变量与结果之间的联系，便于调整设计方案，而场的方案则显得抽象，不易为广大设计人员接受。就设计方法的经济性和精确性综合考虑，采用在路的方法设计的基础上，用场的方法校核是较理想的设计方法。二是现有场的方法的精度有待提高，应计及端部效应，开展SR电动机三维场的研究。

2.加强铁心损耗的理论研究

SR电动机相绕组供电电压和相电流波形复杂，一般为单向脉动的非正弦波，而且定转子各部分铁心中的磁感应强度变化规律也不同，因此对定、转子铁心损耗的准确计算与测量困难，面临的问题主要是如何建立准确、实用的铁心损耗计算模型和分析、测试手段。

3.完善SRD中电机、功率变换器及控制器三者之间的优化协调设计

SRD是典型的机电一体化装置，电动机本体、功率变换器、控制器之间的联系非常紧密，为使系统整体最优，就不应将各组成部分的设计割裂开来，必须借助计算机辅助设计（CAD）技术和多目标优化理论将SRD作为一个整体进行优化协调设计。显然，建立包括SR电动机本体、功率变换器、控制器、位置检测器在内的整体非线性动态仿真模型是系统优化设计及控制策略研究的基础。

4.引入先进控制策略，提高SRD的动态性能和力能指标

由于SRD动态数学模型难以准确建立，且具有非线性、强耦合、多变量、变参数的特点，因此常规的PID算法难以获得理想的动态性能。不依赖于数学模型的智能控制技术（模糊控制、神经网络控制等）以及变结构控制、自适应控制、反馈线性化控制、鲁棒控制等先进控制策略在SRD中具有广阔的应用前景。适合电动机控制用的高性能数字信号处理器（DSP）、单片机的普及是先进控制策略在SRD中推广应用的物质基础，基于DSP、单片机的全数字化、智能化SRD已成为发展方向之一。

5.加强实用无位置传感器技术的研究(https://www.xing528.com)

SRD是位置闭环系统，但位置传感器的存在不仅增加了系统成本和结构的复杂性，且降低了系统高速运行的可靠性。因此，无位置传感器SRD是研究的热点，有待解决的问题主要有：进一步提高转子位置间接检测算法的精度、鲁棒性、实时性；从实现SR电动机全速范围内无位置传感器运行出发，研究低速和高速转子位置间接检测算法的平滑切换；无位置传感器的SRD容错控制；SR电动机无位置传感器高性能起动（包括重载起动）技术；专用IC的设计与开发等。

6.加强瞬时转矩脉动抑制研究，促进SRD在伺服驱动系统中应用

瞬时转矩脉动是SRD较突出的问题和研究难点之一，其限制了位置控制精度和速度控制性能的进一步提高。目前，基于电流闭环控制、转矩闭环控制的SR电动机转矩平滑控制的理论研究已取得较大进展，但面临的关键问题是如何解决工程实现的困难以及如何拓宽适用的转速范围。此外，SR电动机DTC、直接磁链控制等新方法亦有待深入研究。

7.加强SR电动机振动、噪声分析及控制研究

由于磁路结构复杂，SR电动机振动、噪声分析及控制研究难度较大。减少SR电动机振动、噪声的关键在于减小作用在定子上的径向力大小。从SR电动机设计角度来看，主要是合理设计极的形状、定子磁轭强度、电动机刚度，合理选择气隙、极弧参数；从控制角度来看，主要是优选导通角、关断角及寻求新的控制方案，尽可能调节好各相工作参数的对称性。现有SR电动机振动研究大多在线性振动理论的框架下展开，所提出的振动、噪声控制策略尚有局限性。线性化分析丢失了SR电动机振动系统中一些重要的力学特性，揭示不出SR电动机实际存在的一些最本质的振动现象。为了研究在保证SRD力能指标不变前提下，对各种运行工况下的SR电动机振动、噪声都能进行有效控制的策略，应加强SR电动机非线性振动理论的研究，建立包括SRD运行方式和控制参数在内的SR电动机定子非线性振动系统数学模型和近似分析方法；开展SRD运行方式和控制参数与SR电动机定子振动和噪声之间的相互关系及其变化规律的理论分析及实验研究；开展包括主动控制、半主动控制在内的SR电动机定子振动、噪声新型控制策略研究。

8.开发特殊结构、特殊用途的各种容量的SRD

SRD具有十分优良的控制性能，容易通过改变电动机的工作方式和控制参数实现不同性能特点和满足特殊的性能指标要求，尤其当控制器采用单片机或DSP为控制核心时，往往只需修改软件，便能满足用户许多不同的性能要求。因此，SRD在各种有特殊结构、特殊性能要求的应用场合发展空间广阔。