電動汽車開關磁阻電機簡介

一電動汽車開關磁阻電機結構

　　電動汽車開關磁阻電機的基本組成部件有轉子、定子和電子開關，如圖所示。

電動汽車開關磁阻電機結構示意圖

圖示：電動汽車開關磁阻電機結構示意圖

　　電動汽車開關磁阻電機的轉子由導磁性能良好的硅鋼片疊壓而成，轉子的凸極上無繞組。開關磁阻電機轉子的作用是構成定子磁場磁通路，并在磁場力的作用下轉動，產生電磁轉矩。轉子的凸極個數為偶數。實際應用的開關磁阻電機的轉子凸極最少有4個(2對)，最多有16個(8對)。

　　電動汽車開關磁阻電機的定子鐵心也是由硅鋼片疊壓而成的，成對的凸極上繞有兩個互相串聯的繞組。定子的作用是定子繞組按順序通電，產生的電磁力牽引轉子轉動。定子凸極的個數也是偶數，最少的有6個，最多的有18個。

　　定子和轉子的極數組合見表，目前應用較多的四相8/6極結構和三相6/4極結構。

電動汽車開關磁阻電機的極數組合

　　與其他類型的電機相比，開關磁阻電機的結構和工作原理都有很大的不同。電動汽車開關磁阻電機的定子和轉子均為雙凸極結構，依據磁路磁阻最小原理產生電磁轉矩，使轉子轉動。

　　開關磁阻電機的定子雙凸極上繞有集中繞組，轉子凸極上沒有繞組。其電磁轉矩產生如圖所示。

四相8/6極開關磁阻電機原理圖

圖示：四相8/6極開關磁阻電機原理圖

　　圖中僅畫出其中一相繞組(A相)的連接情況。當定子、轉子凸極正對時，磁阻最小；當定子、轉子凸極完全錯開時，磁阻最大。當B相繞組施加電流時，由于磁通總是選擇磁阻最小的路徑閉合，為減少磁路的磁阻，轉子將順時針旋轉，直到轉子凸極2與定子凸極B的軸線重合。

　　當各電子開關依次控制A、B、C、D四個定子繞組通電時，轉子就會不斷受電磁力的作用而持續轉動。如果定子繞組按D-A-B-C的順序通電，則轉子就會逆著勵磁順序以逆時針方向連續旋轉。反之，若按B-A-D-C的順序通電，則電動汽車電機轉子就會沿順時針方向轉動。

　　根據定子、轉子凸極對數的配比，開關磁阻電機可以設計成不同的結構，如圖所示。

開關磁阻電機的不同凸極配比

圖示：開關磁阻電機的不同凸極配比

　　新能源汽車開關磁阻電機作為一種新型調速電機，在電動汽車領域應用的主要優勢如下：

　　①通過適當的控制策略和系統設計，開關磁阻電機能滿足電動汽車四象限運行要求，具有較強的再生制動能力，并在高速運行區域內能保持較強的制動能力；

　　②開關磁阻電機驅動系統有良好的散熱性能，功率密度大，減少了電機的體積和重量，節省了電動汽車的有效空間；

　　③開關磁阻電機能在很寬的功率和轉速范圍內保持高效率，能有效提高電動汽車一次充電的續駛里程；

　　④開關磁阻電機可以達到良好控制特性，而且容易智能化，從而能通過編程和替換電路元器件，滿足不同類型電動汽車的運行要求；

　　⑤開關磁阻電機結構簡單，成本低，制造工藝簡單；

　　⑥開關磁阻電機可控參數多，調速性能好，適于頻繁起動、停止以及正反轉運行。

　　開關磁阻電機的不足主要有：

　　①雖然結構簡單，但其設計和控制較復雜，開關磁阻電機設計和控制要求非常精細，電機的主電路較復雜。當電機的凸極數較多時，主接線數就多，電機的主電路較復雜；

　　②電磁轉矩的脈動較大，在特定頻率下會產生諧振，這些都使得開關磁阻電機噪聲和振動較大。