一、引言

双凸极永磁电机(Doubly salient permanent magnet motor，简称DsPM )是随着功率电子学和微电子学的飞速发展在9O年代刚刚出现的一种新型的机电一体化可控交流调速系统。该系统由双凸极永磁电机、功率变换器、位置传感器和控制器四部分组成。电机定转子结构外形与开关碰阻电机相似，呈双凸极结构，但它在转子(或定子)上放有永磁体．从而使运行原理和控制策略与开关磁阻电机有本质区别。DSPM 系统的主要优点是结构简单、控制灵活、动态响应快、调速性能好、转矩／电流比大，可实现各种特殊要求的转矩／转速特

性，功率因数接近于1，教率高．是电工学科近年来继开关磁阻电机之后又一全新的研究方向。

DSPM 电机作为一种应用前景看好的交流调速系统，是由美国著名电机专家T．A．Lipo等人于l 992年首先提出的，并进行了初步的理论和实验研究，此后欧美一些国家也相继开展了对DSPM 电机及其控制系统的研制工作，目前国际上对DSPM 电机的研究仅停留在初步理论和样机实验阶段。关于DSPM 电机仍有大量的基础理论问题，包括电机参数计算，模型建立，分析方法，控制策略等有待深入探讨。

二、发展概况

DSPM 电机是磁阻电机和永磁电机的有机结合傩，是开关磁阻电机的创造

性发展。开关磁阻电机的基本结构和原理的提出可以追溯到l 9世纪40年代。早在1842年，英国的Aberdeen和Vidson用丽个U 型电磁铁制造了由蓄电池供电的机车电动机，丽个U 型电磁铁轮流通电以吸引嵌在术质转鼓圆周面上的铁条。因电路断开时没有二极管续流，电机运行时，随电路的断开伴有周期性电火花．加之使用机械开关，控制精度不够故电机运行性能很差，这就是为什么从这种电动机雏形诞生直到功率电子开关器件问世前的一百多年问，人们一直没有太大兴趣研究这类电机的重要原因。

本世纪6O年代，大功率晶闸管投入使用，为开关磁阻电机的研究和发展奠定了重要的物质基础。从l967年开始，英国Leeds大学和Nottingham 大学相继对开关磁阻电机进行深入研究，并合作研制了一些样机，其研究结果表明：电动机成本明显低于同容量的异步电动机，而其单位输出功率和效率都高于同类的异步电动机驱动装置。这一结果与传统观念中的同步磁阻电机功率因数、效率均低于异步电动机相驳，关键是现代功率电子技术、微电子学和计算机的发展为开关磁阻电机的综合技术性能提供了有效的支持，同时也保证了其经挤性。l980年，Leeds大学的Lawrenson教授等人发表著名论文《变速开关型磁阻电动机》，标志着开关磁阻电机正式得到国际社会的承认。目前，开关磁阻调速电动机以其调速性能好，结构简单，效率高，成本低等特点，已在迅猛发展的调速电动机领域争得一席之地，一扫长期以来双凸极磁阻电机效率低的传统观点，在许多场合得到广泛应用。

然而开关磁阻电机的双凸极结构也给其转矩输出带来一些问题．主要表现在：(1)由于主开关必须在电感较大处关断，电流换相较慢，从而降低了转矩输出；(2)为了增加饱和度以提高开关磁阻电机出力，定转子间气隙较小，因此将产生噪声和振动问题；(3)开关磁阻电机只能在半周内出力，即正半周电感增加时产生电动转矩，而负半周电感减小时产生制动转矩，材料利用率低。为了解决这些问题，充分利用双凸极结构的特点，9O年代初，人们将永磁材料嵌入转子(或定子)体内，形成所谓的双凸极永磁电机，当定子极弧满足一定条件时，磁铁工作点不随转子位置角而改变，绕组永磁磁链仅与该相磁导成正比}永磁转矩远大于磁阻转矩且与电流成正比，因此，在正、负半周分别通人正、负电流时，电机均产生正转矩，使该电机的单位体积出力比开关磁阻电机成倍增加。同时，由于转子(或定子)内嵌入低磁导率的永磁材料，使绕阻电感小，这一方面使电流迅速换向成为可能，另一方面使磁场储能小，电机的能量转换率高。由于DSPM 电机中电枢反应磁链远小于永磁磁琏，对合成磁链影响不太，而开关磁阻电机只有电枢反应磁链，它的大小主要由电流决定．故DSPM 电机的绕组电流可以远小于开关磁阻电机的绕组电流，因而DSPM 电机的发热和噪声远小于开关磁阻电机。

三、研究现状