开关磁阻发电机的优点、原理及相数

开关磁阻发电机（SRG）为双凸极发电机。定子、转子均为凸极齿槽结构，定子上设有集中绕组，转子为导磁材料，转子上面即无绕组也不镶嵌永磁体。开关磁阻发电机没有独立的励磁绕组，与集中嵌放的定子电枢合二而一。定子接驱动器将电能输出到直流侧，然后通过网侧逆变器将发出的电能馈入电网。

开关磁阻发电机的基本原理是：磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，而具有一定形状的铁心在移动到磁阻最小位置时，必使自身的主轴线与磁场的轴线重合。其运行特点有：电机转向与相绕组的电流方向无关，仅取决于相绕组通电的顺序；需设置转子位置传感器，以确定定子每相绕组何时需要通电或断电；转子的转速由连续开闭定子极绕组的频率所决定，输出的扭矩是由通过定子极绕组的电流决定。

开关磁阻发电机的相数有单相、三相、四相或多相。图9-1为三相6／4结构截面图。采用定子绕组励磁方式，其定子有6个齿极，每个齿极上设有一个线圈，位于径向相对的两线圈串接成一相绕组；转子上有4个齿极。

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图9-1 三相6／4结构SRG电机截面图

发电机转子由原动机拖动旋转，靠转子位置检测器实现位置闭环控制，三相轮流工作。如一相主开关导通时，相绕组形成电流i，之后适时关断主开关，则绕组电流将继续循序流二极管流通，这样磁场储能及以磁场为中介转换的机械能，一并以续流电流的形式输给用电负载。简言之，电机的凸极效应使相绕组成为有源线圈传递能量，实现发电状态工作。

开关磁阻发电机的优点是能量密度大；结构简单，可靠性高；没有去磁效应。系统在并网是没有电流冲击；可调节无功功率。缺点是逆变器和驱动器容量大，容易出现力矩波动。