电动汽车开关磁阻电机简介

一电动汽车开关磁阻电机结构

　　电动汽车开关磁阻电机的基本组成部件有转子、定子和电子开关，如图所示。

电动汽车开关磁阻电机结构示意图

图示：电动汽车开关磁阻电机结构示意图

　　电动汽车开关磁阻电机的转子由导磁性能良好的硅钢片叠压而成，转子的凸极上无绕组。开关磁阻电机转子的作用是构成定子磁场磁通路，并在磁场力的作用下转动，产生电磁转矩。转子的凸极个数为偶数。实际应用的开关磁阻电机的转子凸极最少有4个(2对)，最多有16个(8对)。

　　电动汽车开关磁阻电机的定子铁心也是由硅钢片叠压而成的，成对的凸极上绕有两个互相串联的绕组。定子的作用是定子绕组按顺序通电，产生的电磁力牵引转子转动。定子凸极的个数也是偶数，最少的有6个，最多的有18个。

　　定子和转子的极数组合见表，目前应用较多的四相8/6极结构和三相6/4极结构。

电动汽车开关磁阻电机的极数组合

　　与其他类型的电机相比，开关磁阻电机的结构和工作原理都有很大的不同。电动汽车开关磁阻电机的定子和转子均为双凸极结构，依据磁路磁阻最小原理产生电磁转矩，使转子转动。

　　开关磁阻电机的定子双凸极上绕有集中绕组，转子凸极上没有绕组。其电磁转矩产生如图所示。

四相8/6极开关磁阻电机原理图

图示：四相8/6极开关磁阻电机原理图

　　图中仅画出其中一相绕组(A相)的连接情况。当定子、转子凸极正对时，磁阻最小；当定子、转子凸极完全错开时，磁阻最大。当B相绕组施加电流时，由于磁通总是选择磁阻最小的路径闭合，为减少磁路的磁阻，转子将顺时针旋转，直到转子凸极2与定子凸极B的轴线重合。

　　当各电子开关依次控制A、B、C、D四个定子绕组通电时，转子就会不断受电磁力的作用而持续转动。如果定子绕组按D-A-B-C的顺序通电，则转子就会逆着励磁顺序以逆时针方向连续旋转。反之，若按B-A-D-C的顺序通电，则电动汽车电机转子就会沿顺时针方向转动。

　　根据定子、转子凸极对数的配比，开关磁阻电机可以设计成不同的结构，如图所示。

开关磁阻电机的不同凸极配比

图示：开关磁阻电机的不同凸极配比

　　新能源汽车开关磁阻电机作为一种新型调速电机，在电动汽车领域应用的主要优势如下：

　　①通过适当的控制策略和系统设计，开关磁阻电机能满足电动汽车四象限运行要求，具有较强的再生制动能力，并在高速运行区域内能保持较强的制动能力；

　　②开关磁阻电机驱动系统有良好的散热性能，功率密度大，减少了电机的体积和重量，节省了电动汽车的有效空间；

　　③开关磁阻电机能在很宽的功率和转速范围内保持高效率，能有效提高电动汽车一次充电的续驶里程；

　　④开关磁阻电机可以达到良好控制特性，而且容易智能化，从而能通过编程和替换电路元器件，满足不同类型电动汽车的运行要求；

　　⑤开关磁阻电机结构简单，成本低，制造工艺简单；

　　⑥开关磁阻电机可控参数多，调速性能好，适于频繁起动、停止以及正反转运行。

　　开关磁阻电机的不足主要有：

　　①虽然结构简单，但其设计和控制较复杂，开关磁阻电机设计和控制要求非常精细，电机的主电路较复杂。当电机的凸极数较多时，主接线数就多，电机的主电路较复杂；

　　②电磁转矩的脉动较大，在特定频率下会产生谐振，这些都使得开关磁阻电机噪声和振动较大。