开关磁阻电动机的工作原理与运行特性

（一）开关磁阻电动机的工作原理

开关磁阻电动机的工作原理遵循磁阻最小原理，即磁通总是要沿着磁阻最小路径闭合。它的结构原则是转子旋转时磁路的磁阻要有尽可能大的变化。开关磁阻电动机采用凸极定子和凸极转子的双凸极结构，并且定转子极数不同。

开关磁阻电动机的定子和转子都是凸极式齿槽结构。定、转子铁芯均由硅钢片冲成一定形状的齿槽，然后叠压而成，其定、转子冲片的结构如图3-52所示。

图3-52　开关磁阻电动机定、转子结构图

图3-51为12/8极三相开关磁阻电动机，S1、S2为电子开关，VD1、VD2为二极管，Us为直流电源。电机定子和转子呈凸极形状，极数互不相等。转子由叠片构成，定子绕组可根据需要采用串联、并联或串并联结合的形式在相应的极上得到径向磁场，转子带有位置检测器以提供转子位置信号，使定子绕组按一定的顺序通断，保持电机的连续运行。电机磁阻随着转子磁极与定子磁极的中心线对准或错开而变化，电感与磁阻成反比，当转子磁极在定子磁极中心线位置时，相绕组电感最大；当转子极间中心线对准定子磁极中心线时，相绕组电感最小。(www.xing528.com)

当定子A相磁极轴线OA与转子磁极轴线O1不重合时，开关S1、S2合上，A相绕组通电，电动机内建立起以OA为轴线的径向磁场，磁通通过定子扼、定子极、气隙、转子极、转子扼等处闭合。通过气隙的磁力线是弯曲的，此时磁路的磁导小于定、转子磁极轴线重合时的磁导，转子将受到气隙中弯曲磁力线的切向磁拉力产生的转矩的作用，使转子逆时针方向转动，转子磁极的轴线O1向定子A相磁极轴线OA趋近。当OA和O1轴线重合时，转子已达到平衡位置，即当A相定、转子极对极时，切向磁拉力消失。此时打开A相开关S1、S2，合上B相开关，即在A相断电的同时B相通电，建立以B相定子磁极为轴线的磁场，电动机内磁场沿顺时针方向转过30°，转子在磁场磁拉力的作用下继续沿着逆时针方向转过15°。以此类推，定子绕组A—B—C三相轮流通电一次，转子逆时针转动了一个转子极距Tr（Tr=2π/N），对于三相12/8极开关磁阻电动机，T=360°/8=45°，定子磁极产生的磁场轴线则顺时针移动了3×30′=90′空间角。可见，连续不断地按A—B—C—A的顺序分别给定子各相绕组通电，电动机内磁场轴线沿A—B—C—A的方向不断移动，转子沿A—C—B—A的方向逆时针旋转。如果按A—C—B—A的顺序给定子各相绕组轮流通电，则磁场沿着A—C—B—A的方向转动，转子则沿着与之相反的A—B—C—A方向顺时针旋转。

（二）开关磁阻电动机的运行特性

开关磁阻电动机运行特性可分为3个区域：恒转矩区、恒功率区和自然特性区（串励特性区），如图3-53所示。

图3-53　开关磁阻电动机的运行特性