五、开关磁阻电动机
    1．开关磁阻电动机的性能
    开关磁阻电动机（SRM）是一种新型电动机，它的结构是所有类型电动机中最简单的一种，在电动机的转子上，没有集电环、绕组等转子导体和永久磁铁。开关磁阻电动机的定子和转子都是凸极结构，只在电动机的定子上安装有简单的集中励磁绕组，励磁绕组的端部较短，
没有相间跨接线，磁通量集中于磁极区，通过定子电流来励磁。各组磁路的磁阻随转子位置的不同而变化。转子的运转是依靠磁力来运行，转速可以达到1500r/min。在较宽的转速范围和较宽的转矩范围内效率可以达到85％～93%，比三相感应电动机要高。它的转矩-转速特性好，在较宽的转速范围内，转矩、转速可灵活控制，调速控制较简单，并可实现四象限运行。开关磁阻电动机有较高的起动转矩和较低的起动功率，功率密度高，结构简单坚固，可靠性好，但转矩脉动大，控制系统较复杂，工作噪声大，体积比同样功率的感应电动机要大一些。

    2．开关磁阻电动机的结构
    开关磁阻电动机的定子和转子是采用凸极结构，定子和转子都是由硅钢片叠片组成，开关磁阻电动机的定子和转子极数不同，有多种组合方式，最常见的为三相6/4结构（图16）和四相8/6结构（图17）。三相开关磁阻电动机的定子上有6个凸极，转子上有4个凸极。四相开关磁阻电动机的定子上有8个凸极，转子上有6个凸极。在定子相对称的两个凸极上的集中绕组互相串联，构成一相，但在转子上没有任何绕组。

    3．开关磁阻电动机的工作原理
    三相开关磁阻电动机的工作原理如图18所示。从图1-18a中可知如果按A-B-C-A的顺序向定子绕组轮流通电时，定子便产生按顺序变换的磁场，电动机的转子即连续不断逆时针地转动。如果反过来按A'-C'-B'-A’改变定子绕组通电顺序时，就可以改变开关磁阻电动机转子转动的方向。三相开关磁阻电动机定子的凸极数为6个，转子的凸极数为4个，当A-B-C三相轮流通电一次时，转子共转π/2步进角。如果改变电流的大小，则可改变电动机转矩的大小，进而改变电动机的转速。如果控制在转子极离开定子极通电时，即可产生与转子旋转方向相反的制动转矩。

    4．开关磁阻电动机的特点
（1）开关磁阻电动机的优点
①高起动转矩，低起动电流。
②高效率，低损耗，耐温。
③电动机结构简单，适应于高速运转。
④电动机的功率电路简单。
⑤可靠性好。
⑥良好的适应性，成本低。
（2）开关磁阻电动机的缺点
①转矩有脉动现象。
②有振动与噪声。
③控制系统复杂。
④脉冲电流的影响。

    六、电动机的控制
    混合动力汽车上采用电源-电源转换器-驱动电动机的动力系统，是属于电力驱动技术范畴，因此，对混合动力汽车驱动电动机的控制和智能控制的研究，是混合动力汽车的关键技术。
    1．混合动力汽车电动机的控制系统
    混合动力汽车动力系统和驱动力控制系统是由动力电池组、电流转换器（逆变器）、发动机-发电机组和驱动电动机以及-些电气和线路共同组成，因此流合动力汽车的技术关键是对动力电池组、发动机-发电机组、驱动电动机的控制或智能控制。

    2．混合动力汽车电动机控制系统的组成
    混合动力汽车上驱动电动机的控制系统基本由信号输入、信号处理和输出、执行元件和
信息反馈四大部分组成。
    （1）信号输入
    混合动力汽车主要输入信号源来自驾驶人对加速踏板的位移量和由电动机反馈的信和监测装置反馈的信号，这些信号一般转换为电信号的形态，经过接口输入到计算机中。
    （2）信号处理和输出
    车载计算机的中央控制器作为信号处理和指令输出的核心，在中央控制器中装有测量装置、乘法器、比较器、逻辑控制单元、数据库和各种传感器等电子器件，对输入控制信号的输入量进行快速、精确的运算，并产生相应的偏差信号。将运算得出的微弱的偏差信号，经过放大器进行放大或变换，使输出指令的偏差信号足够大，然后通过接口输送到各个控制模块中去。
    （3）执行元件
    控制模块和各种执行机构是控制系统的执行元件，根据放大器所放大或变换的偏差信号，控制模块和各种执行机构对被控制对象发出控制指令，使被控制对象按照规定的指令（参数）运行。
    （4）信息反馈
    电动机运转监测装置上的传感器会对电动机的运转进行监测，并将电动机运转中的机械量和电量的变化及时反馈到中央控制器，中央控制器将反馈信息进行对比、运算后，对输出的指令进行调整和修改，使被控制对象的运行参数与输入的信号的给定值趋向一致，并使被控制对象按照新的指令（参数）运行。
    3．变频器
    （1）变频器的功能
    在各种电动车辆上，采用动力电池组的直流电作为电源，并采用三相交流电动机作为驱动电动机时，三相交流电动机不能直接使用直流电源。另外三相交流电动机具有非线性输出特性。变频器可实现直流电源与三相交流电动机之间电流的传输和变换，并要求能够实现频率调节，在所调节的频率范围内保持功率的连续输出，同时实现电压的调节，能够在恒定转矩范围内维持气隙磁通恒定。将直流电变换为频率和幅值可调以及电压可调的交流电来驱动三相交流电动机。用变频器对三相交流电动机进行调速控制的控制系统特点为：
    ①实现了对三相交流电动机的调速控制，扩大了交流电动机的转速范围，实现恒功率范围内的运转，可以对交流电动机进行高速驱动。
    ②可以实现大范围内的高效率连续调速控制。进行高频率起动和停止运转，并进行电气制动，快速控制交流电动机正、反转的切换。
    ③所需要的电源容量较小，电源功率因数较大，可以用一台变频器对多台交流电动机进行控制，组成高性能的控制系统等。
    （2）变频器基本结构模型
    ①交一直一交逆变器系统在有220/380V交流电源处，一般采用交-直-交逆变器系统，基本功率电路如图19所示。

    ②交一交变频器系统在220/380V交流电源处，还可以采用交一交变频器系统，基本功率电路如图20所示。

    ③直一交逆变器系统在电动车辆有直流动力电池组电源时，还可以采用直一交逆变器系统，基本功率电路如图21所示。

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