开关混合式电动机的研究
王宗培 郑大鹏（哈尔滨工业大学150001）
【摘 要】介绍开关混合式电动机的特点，并进行了实验，指出开关混合式电动机具有进行系统研究和开发的价值，开拓其应用领域可以发展成为一类新型电动机产品。
【叙 词】开关混合式电动机特点实验研究
1概述
开关磁阻电动机(switched vr motor-svrm)这个名词已经为人们所熟悉，它是由双凸极结构的磁阻电动机加上转子角位置闭环控制构成的新型调速电动机系统，经过10多年的研究、开发和商品化，由于它具有结构简单、成本低、调速和运行性能良好的特点，在迅速发展的调速电动机领域内占领了一席之地。
双凸结构的磁阻电动机，它是小容量同步电动机的一种结构类型，或者是步进电动机的一种类型。步进电动机或小容量同步电动机，广泛应用的主要有三种结构类型，即磁阻(vr)式、永磁(pm)式和混合(hb)式。从原理上很容易推论，与开关磁阻电动机类似，将永磁式电动机和混合式电动机加上转子位置闭环控制．当然也可以构成开关永磁电动机(switched pm motor-spmm)和开关混合式电动机(switched hb motor-shbm)，可是这二个名词却几乎没有听到过。
事实上，通常所说的无刷直流电动机(bldcm)，就是指的永磁式同步电动机或永磁式步进电动机加上转子位置闭环的系统．详细一点应称为永磁式（方波）无刷直流电动机(pmbldcm) ，也就是开关永磁电动机(spmm -pmbi_dcm)，只是习惯上不这样称谓。与永磁无刷直流电动机这个名称相对应，将磁阻式和混合式同步电动机或步进电动机加上位置闭环控制的系统，便成了磁阻式无刷直流电动机(vrbldcm)和混合式无刷直流电动机(hbbldcm)。显然，这里所述的磁阻式无刷直流电动机，就是前面所述的开关磁阻电动机( vrbi。dcm—svrm)，同样混合式无刷直流电动机与开关混合式电动机这二个名词也是相同的(shbm =hbbildcm)。
同步电机或步进电动机加上位援闭环控制，构成了近代迅速发展起来的很有前途的新型电动机，其中永磁电动机的转子位黄闭环系统，通常称为（永磁方波）无刷直流电动机．已进行了广泛的研究和开发，发展了多种成熟的产品．应用于宽广的领域，并将进一步发展，更多地取代有刷的直流电动机；磁阻电动机的转予位毁闭环系统，则常常破叫做开关磁阻电动机，也被作为-种专门的新型电动机进行了系统的研究和开发获得相当的发展。
只有混合式电动机的转予位置闭环系统，把它叫做开关混合式电动机，或哲叫做混合式方波无刷直流电动机．人们都感到很陌生。作者认为，这类电动机也具有进行系统研究和开发的价值，开拓其应用领域也具有发展成一类新型电动机产品的前景。
2混合式电动机的一个特点
与磁阻式电动机相比，在其他条件相同时．混合式电动机的一个特点是励磁安匝明显地小。这意味着，绕组电流相同时匝数较少，绕组电感便显著减小；或者绕组匝数相同，电感相近，则电流减小。总之，混合式电动机的励磁功率比磁阻式小，这对功率驱动器的配套有利，利于功率驱动部分成本的降低、损耗减小和可靠性提高。
理论分析和实际研究表明，磁阻式电动机和混合式电动机的每极励磁安匝与电机的齿距值有直接关系。例如，图1所示的是我国磁阻式步进电动机额定励磁安匝统计数据的平均曲线[6]，曲线表明了每极励磁安匝随转子齿距增大而上升的明显趋势和规律（曲线仅仅是统计数据的平均值，不可能与具体电机的数据完全一致）。可见，在相同或相近齿距时，比较磁阻式和混合式电动机的励磁安匝才是比较合理的。为此选了两种电动机，它们具有相同的机壳外径和转子齿数。
图2表示130byg3100d型混合式电动机的保持转矩特性，在保持转矩特性上偏于饱和但不过分饱和的点肘应于较为合理的额定安匝值，曲线表明这台电动机的额定安匝值应接近100a(不超过100a)。
图3表示130bc3100a型磁阻式电动机的保持转矩特性，曲线 |
