转载于：中国电动车信息网
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    摘要：本文结合研制实践阐述了电动自行车用驱动用SR电机及控制器各环节的设计。
    一、引言
    众所周知，电动自行车开发中的“瓶颈”是蓄电池和驱动电机的性能。驱动电机是电动自行车的心脏，坚固可靠、高效率、低噪音是对其基本的要求。目前，采用机械换向的印刷绕组盘式电机作为一种高性能的直流伺服电机被广泛用于电动自行车的驱动，采用功率电子开头电路取代机械换向器的直流无刷电机在电动自行车中也有较多的应用。随着电力电子技术和交流调速技术的发展，融新的电动机结构——开关型磁阻电动机（Switched Reluctance Motors,简称SR电机）与现代电力电子技术、控制技术为一体的新型机电一体化交流调速系统——开关磁阻调速电动机（Switched Reluctance Motor Drives,简称SRD）在电动车辆（Electrical Vehicle）驱动中的应用开始受到重视。SR电机系凸极变磁阻电动机，其定、转子凸极均由具有高磁导率的硅钢片叠成，转子既无绕组亦无永磁体，定子极上绕有集中绕组，径向相对的两个绕组串联（或并联）构成一“相”。SR电机可设计成多种不同相数结构，且定、转子的极数有多种不同搭配。作者认为SR电机在电动自行车驱动中具有明显优势，这是因为：
    1、SR电机坚固、制造工艺简单、成本低。突出优点是转子无任何绕组亦无永磁体，定子线圈嵌装容易，端部短而牢固，适用于环境恶劣场合。
    2、转矩方向与相电流方向无关。只要控制各相在不同电感区域内的瞬时电流，即能方便地实现四象限运行，无须辅助电力电子开关器件，故可降低系统成本；相电流的单向流动，使得其功率主电路结构简单，且具有普通交流电机系统及无刷直流电机系统所没有的优点：相绕组与主开关是串联的，从结构上排队了短路故障的可能。
    3、动转矩大，在宽广的转速和功率范围内均具有高输出和高效率，具有显著的节能效果。
    4、制参数多，控制方式灵活，可方便地实现四象限运行和无级调速。
    鉴于以上认识，我们开展了电动自行车驱动用SR电机的研究和开发工作。
    二、动自行车驱动用SR电机的设计指标
    我们通过对电动自行车市场的调研并且基于研究开发SRD的经验，提出如下SR电机的设计指标：
    (1)额定电压：36V(DC)；

    (2)额定电流6A；

    (3)额定功率150W；

    (4)额定转速190转/分；在0转/分至210转/分范围内无级调速；

    (5)额定效率>75%；

    (6)额定转矩>5.8Nm,过载倍数>2.5；

    (7)噪音<53dB；

    (8)外型为圆盘型，直径×轴向尺寸控制在180mm×40mm之内；

    (9)载重90公斤。
    采用电压PWM控制实现SR电机无级调速，控制器具有如下基本功能：
    (1)电池容量显示；

    (2)级调速；

    (3)起动电流缓冲；

    (4)过载限流及保护；

    (5)欠压保护；

    (6)刹车制动。
    设计推荐选用36伏7安时的铅酸免维护电池。
    三、电动自行车用SR电机及控制器研制实践
    (1)SR电机设计
    SR电机可设计成多种不同相数结构，且定转子的极数多种不同的搭配。相数多，利于减小转矩脉动，但结构复杂，且主开关器件多，成本高。研究表明，低于三相的SR电机没有自起动能力。综合考虑，选用三相(6/4)SR电机结构，图1为样机定转子冲片示意图