庄 铮 邓智泉 曹 鑫 赵丽丹

（南京航空航天大学自动化学院电气工程系 南京 210016）

1 引言

开关磁阻电机由于其结构简单、容错能力强以及在恶劣环境下的适应能力而受到电工界的广泛关注，并已在航空航天、民用、军事等领域得到了广泛应用[1,2]。然而，由于机械加工、装配等问题，将会引起作用于SRM 转子上的径向力的不对称分布，这也是造成SRM 振动和噪声问题的根源。无轴承开关磁阻电机则是通过主动控制定、转子间的不对称径向磁拉力，为转子提供可控的径向悬浮力，最终实现电机高速运行时的悬浮控制。

日本学者于 20 世纪 90年代开始对双绕组BSRM 从理论到实验进行了深入研究，包括建立电机的数学模型，设计电机的控制策略。国内目前从事BSRM 研究的有南京航空航天大学、江苏大学、北京交通大学、华中科技大学等[3-13]。在对双绕组BSRM 研究相对完善之后，单绕组BSRM 成为另一个无轴承技术的研究方向。NASA的B.B.Choi、德国开姆尼茨工业大学L.Chen 和中国台湾淡江大学S.M.Yang 等人分别研究了不同结构的单绕组BSRM 及其控制策略[14,15]。

目前的研究主要集中在 BSRM的电动运行状态，由于SRM 起动/发电功能的优越性，无轴承开关磁阻发电机作为电机的另一种运行模式理应受到相当的关注，而发电运行的研究主要处于前期探索阶段。无轴承开关磁阻发电机高速运行时转轴与辅助轴承无机械接触，有效解决了高速电机轴承磨损发热的问题，因此适用于轴承难以更换的深海、航空领域。文献[16]针对无轴承开关磁阻分时发电系统进行了一些基础研究，主要分析了无轴承开关磁阻电机单相导通数学模型和能量转换关系。……