同应用要求。由于开关磁阻电机固有的转矩波动，可能导致较大的噪声和振动，事实上这
种情况的发生往往与电机设计和控制的不合理相关，通过优化电机设计和控制策略，转
矩波动和噪声完全可以得到有效的抑制，正确认识到这一点对开关磁阻电机的开发和应
用是很重要的。SRD Ltd.公司开发的伺服应用开关磁阻电机，转矩波动仅为 0.05%。132 机
座开关磁阻电机的声压级，及与同机座号变频感应电动机噪声的比较，在额定工作点的
噪声已比变频感应电动机噪声低，且应注意到开关磁阻电机具有 10kW 的额定功率，而
变频感应电动机只有 7.5kW 额定功率。近年研究的最优励磁控制策略、两次换流控制策略、
电机噪声根源、定子振动模态、定子固有频率计算等成果对降低电机噪声都有积极的促进

 

作用。随着设计和制造水平的提高，噪声必将进一步降低。

    与变频调速的另一类电机永磁无刷直流电动机相比，开关磁阻电机在成本、调速性能、
可靠性和散热性等依然保持优势，但和变频感应电动机一样都存在励磁惩罚（既励磁电
损耗）的问题，效率和单位体积功率稍显不足。但在一些应用场合，开关磁阻电机在效率
和输出功率依然具有优势。文献 5 给出一种低压大转矩伺服应用两种电机的比较数据，开
关磁阻电机与无刷直流电动机的输出转矩比为 2.04，系统效率比 2.04，转动惯量比
0.422。目前永磁式开关磁阻电机也在研究，初步的测试结果表明效率和单位体积功率的

 

不足完全可以克服。

    3 

 

在家电业的应用概况

    近 20 年来，开关磁阻电机的应用和发展取得了明显的进步，已成功地应用于电动车驱
动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域，功率范围从 10W 到 5MW，最大速度高
达 100000 r/min

 

。以下简要介绍开关磁阻电机在家电行业中的应用实例。

    开关磁阻电机最初的应用领域就是电动车。我国摩托车从 90 年代初的 71.9 万辆起，每
年以 140％左右的速度增长。1995 年年产达 783.6 百万辆，1997 年年产量已超过 1000 万辆，
是世界摩托车产量的第一大国，摩托车燃油所造成的环境污染，已到了必须采取措施的
地步，其最好的对策是采用电动摩托车。我国又是一个自行车王国，随着城市范围的扩大，
人力自行车显得太慢太费力，电动自行车则是一个很好的代步工具。目前电动摩托车和电
动自行车的驱动电机主要有永磁无刷及永磁有刷两种，然而采用开关磁阻电机驱动有其
独特的优势。图 4a 为美国 Tridelta 工业公司开发的开关磁阻电机驱动的助力车，原动力为
小型汽油发动机。当高能量密度和系统效率为关键指标时，开关磁阻电机变为首选对象。

    

 

开关磁阻电机在电动车的应用充分体现该系统许多明显的优点：

    （1）开关磁阻电机不仅效率高，而且在很宽的功率和转速范围内都能保持高效率，这
是其它类型驱动系统难以达到的。这种特性对电动车的运行情况尤为适合，有利于提高电

 

动车的续驶里程。
    （2）开关磁阻电机很容易通过采用适当的控制策略和系统设计满足电动车四象限运行

 

的要求，并且还能在高速运行区域保持强有力的制动能力。
    （3）开关磁阻电机有很好的散热特性，从而能以小的体积取得较大的输出功率，减小
电机体积和重量。
    （4）通过调整开通角和关断角，开关磁阻电机完全可以达到它激直流电机驱动系统良
好的控制特性，而且这是一种纯逻辑的控制方式，很容易智能化，从而能通过重新编程