摘要：為了加快開關磁阻平面電機的開發與應用，詳細闡述了開關磁阻平面電機的組成結構和運行機理。對氣隙磁導進行計算，并推導出動子3個特殊位置的電感和磁鏈解析計算式。采用ansoft maxwell 3d軟件進行了仿真實驗，應用三維有限元法分別計算3個特殊位置的電感和磁鏈，并與解析計算結果進行對比，繪制了磁化曲線。仿真實驗結果證明解析計算式的正確性，具有一定的實用價值。

關鍵詞：開關磁阻；平面電機；電磁特性；解析計算；仿真實驗

中圖分類號：tm352    文獻標志碼：a    文章編號：1001-6848(2010)05-0027-04

    平面電機是一種可以直接形成平面運動的二維電機。根據電磁力產生原理的不同，平面電機分為步進式平面電機spm、永磁同步式平面電機、感應式平面電機和開關磁阻式平面電機srpm繼承了旋轉式開關磁阻電機起動電流小、起動力大等優點，成為研究熱點。

    srpm由定子、動子和機械部件構成，基本結構如圖1所示。

    (1)定子

    將多個定子鐵芯沖疊裝成定子鐵芯塊，再將多個定子鐵芯塊垂直交叉拼裝成網狀結構，并用環氧膠粘接在一起固定在基座平臺上，形成srpm的定子。定子結構如圖2所示。

    (2)動子

    將多個動子鐵芯沖片疊裝成動子鐵芯，在動子鐵芯窗口套裝繞組，成為單相動子如圖3所示。

  

    兩套三相動子，一套產生z方向電磁推力，另一套產生y方向電磁推力。為了減小z方向與y方向上的磁路耦合作用，將六個相同的動子相瓦垂直、交叉、對稱地固定在動子臺架上。動子的結構及布置形式如圖4所示。動子臺架在z方向電磁推力和y方向電磁推力的合力作用下做平面運動。

   

    (3)機械部件

    srpm是機電一體化系統，其中機械部件主要包括x方向導向軸和y方向導向滑軌組成。y方向導向滑軌固定在基座平臺上，x方向導向軸一方面通過直線軸承}動子臺架相固接，引導動子臺架x方向運動；另一方面通過滑桿支座固接在支撐鋼架上，再通過滑塊與y方向的滑軌相配合，引導動子臺架y方向運動。滑軌和滑桿同時具有支撐動子

  srpm有兩種運行方式：單相通電方式和單相一兩相交叉通電方式。

    (1)單相通電方式

    單相通電方式就是在任何時刻只有一相繞組通電，三相繞組按照一定順序通電，動子在z方向或y方向做直線運動，相繞組通電順序見表1。

    (2)單相一兩相通電方式

    這種通電方式梅12 mm運動周期劃分為6個區域，在12 mm的運動周期內，單相一兩相輪流通電。繞組通電順序見表2。

  當srpm動子和定子都采用等齒寬結構時（定、動子齒槽均為寬6 mm），動子有3個特殊位置下的磁化曲線族是至關重要的，如圖5所示，據此可擬合出其他位置下的磁化曲線。

    由于srpm氣隙中的磁場呈三維空間分布，無法用簡單的數學公式來描述。本文基于有限元分析獲得srpm磁場分布規律，用