CN105634231A - 一种永磁型单相开关磁阻电机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁型单相开关磁阻电机，包括电机输出轴、控制***以及至少一组电枢装置，所述电枢装置包括定子和转子，所述定子和转子的凸极之间为气隙，所述转子固定套接在电机输出轴外周，所述定子上的凸极数量与转子上的凸极数量一致，在所述定子的凸极部位安装有定子电磁绕组，相邻的定子电磁绕组的绕制方向相异，在所述转子的凸极部位嵌装有永磁体，所述永磁体的充磁方向为径向，所述转子中相邻的各凸极所嵌装的永磁体的极性相异。本发明在保持了常规开关磁阻电机所特有优点的基础上，消除了常规开关磁阻电机所固有的转矩脉动，可实现电机的双向运行，同时提升了电机的功率密度，提高了电源输入能量的转换效率，有效的实现了节能的目标。

Description

一种永磁型单相开关磁阻电机及其控制方法

技术领域

本发明属于电机领域，特别涉及一种输入能量可重复利用的永磁型单相开关磁阻电机及其控制方法。

背景技术

传统的二相开关磁阻电机的定、转子均为凸极结构，且定、转子铁芯齿数相等，定、转子铁芯为单段铁芯，通过对定子绕组依次通电，即可使定子极与转子极相互作用产生转矩，因而其结构简单，运行可靠。

而在常规的单相开关磁阻电机中，由于要考虑电机的启动问题，一般都需要对电机的转子的凸极做变形处理，以使电机能够实现自行启动的目的。但转子的凸极变形后已不再是原有意义上的双凸极结构，因而也会丧失或削弱传统双凸极开关磁阻电机所特有的特性，其控制特性也会发生改变，而且这种电机也不能实现双向运转；此外，传统的单相开关磁阻电机存在输出转矩波动大、输出转矩密度低，不能产生连续转矩的输出等缺点。

此外，如图1所示，在传统的单相开关磁阻电机的控制***中，电机换向时定子绕组中原有的能量需要得到释放，其采用的方法为：将定子绕组中所存储的剩余的能量以续流或强迫换向的方式回馈电源，但此时该部分剩余的能量不仅不能做有用功，反而还会形成无功电流，因而不仅会降低电机的功率因数，甚至还可能对电机的运行造成影响。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够对输入的能量实现重复利用，从而提高输入能量的转换效率，以达到有效节能目的，并且可以实现电机双向运行的永磁型单相开关磁阻电机及其控制方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种永磁型单相开关磁阻电机，其特征在于：包括电机输出轴、控制***以及至少一组电枢装置，所述电枢装置包括定子和转子，所述定子和转子的凸极之间为气隙，所述转子固定套接在电机输出轴外周，所述定子上的凸极数量与转子上的凸极数量一致，在所述定子的凸极部位安装有定子电磁绕组，相邻的定子电磁绕组的绕制方向相异，第一个定子电磁绕组的头和最后一个定子电磁绕组的尾分别与控制***的功率电路输出端相连接，当定子电磁绕组中有电流流过时，相邻各定子凸极所产生的磁场极性相异，在所述转子的凸极部位嵌装有永磁体，所述永磁体的充磁方向为径向，所述转子中相邻的各凸极所嵌装的永磁体的极性相异，当定子和转子的凸极重合时，则构成闭合的磁场回路。

本发明所述的永磁型单相开关磁阻电机，其所述电枢装置为两组，即所述永磁型单相开关磁阻电机的定子由前段定子铁芯和后段定子铁芯组成，所述转子由前段转子铁芯和后段转子铁芯组成，前、后段所包含的定子、转子铁芯各自构成独立且自行闭合的磁场回路；

所述前段定子铁芯和后段定子铁芯的凸极数量相等，且两段定子铁芯之间留有间隙，所述前段定子铁芯和后段定子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置，即前段定子铁芯的凸极中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应，所述前段定子铁芯上的定子电磁绕组与后段定子铁芯上的定子电磁绕组共同组成单相电机的定子电磁绕组；

所述前段转子铁芯和后段转子铁芯的凸极数量相等，且与对应定子铁芯上的凸极数量相同，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯之间留有间隙，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯中凸极的中心线在同一直线上；

当前段定子铁芯中的凸极部位中心线与前段转子铁芯中的凸极部位中心线对应时，后段转子铁芯中的凸极部位中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯均安装在电机输出轴上，且与电机输出轴同步转动。

本发明所述的永磁型单相开关磁阻电机，其所述电枢装置为两组，即所述永磁型单相开关磁阻电机的定子由前段定子铁芯和后段定子铁芯组成，所述转子由前段转子铁芯和后段转子铁芯组成，前、后段所包含的定子、转子铁芯各自构成独立且自行闭合的磁场回路；

所述前段定子铁芯和后段定子铁芯的凸极数量相等，且两段定子铁芯之间留有间隙，所述前段定子铁芯和后段定子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置，即前段定子铁芯的凸极中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应，所述前段定子铁芯上的定子电磁绕组与后段定子铁芯上的定子电磁绕组共同组成单相电机的定子电磁绕组；

所述前段转子铁芯和后段转子铁芯的凸极数量相等，且与对应定子铁芯上的凸极数量相同，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯之间留有间隙，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置，即前段转子铁芯的凸极中心线与后段转子铁芯的凹部中心线相对应；

当前段定子铁芯中的凸极部位中心线与前段转子铁芯中的凸极部位中心线对应时，后段转子铁芯中的凸极部位中心线与后段定子铁芯的凸极部位中心线也对应，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯均安装在电机输出轴上，且与电机输出轴同步转动。

本发明所述的永磁型单相开关磁阻电机，其所述定子和转子的对应关系是内转子结构或者是外转子结构。

本发明所述的永磁型单相开关磁阻电机，其所述控制***中设置有极性检测电路及位置检测电路。

本发明所述的永磁型单相开关磁阻电机，其所述控制***中设置有储能电容电流检测电路。

本发明所述的永磁型单相开关磁阻电机，其所述功率电路为采用四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4构成的H桥电路，每个桥臂由上管和下管构成，任一桥臂的上管与对应桥臂的下管构成一组，同时导通或截止，两个桥臂上都设置有至少一个隔离二极管，两个桥臂的输出端与定子绕组的二端相连接，还分别连接有续流二极管，并通过续流二极管与储能电路相连接，储能电路可以由单个储能元件构成，也可以由复合储能元件共同构成。

本发明所述的永磁型单相开关磁阻电机，其所述H桥电路中的定子绕组L两端分别与续流二极管D5和续流二极管D6连接，所述续流二极管D5、D6通过隔离二极管D7、D8与开关管Q1、Q3连接，电源E分别通过隔离二极管D9、D10与开关管Q1、Q3连接，所述定子绕组L分别通过续流二极管D5、D6以及下管中的保护二极管D2、D4，在开关管截止状态下与储能电容C构成充电回路，所述储能电容C在任一组开关管导通的状态下都可向定子绕组L放电。

一种永磁型单相开关磁阻电机的控制方法，其特征在于：当电机的转子转到预定的位置时，位置检测电路给出控制信号，通过控制***的控制电路驱动开关管Q1、Q4导通，定子绕组L中的电流开始上升，其产生电流的方向为由左至右，当定子绕组L中的电流达到限定的数额时，将开关管Q1、Q4截止，由于定子绕组L中的电流不能突变，因此定子绕组L中的电流由定子绕组L的右端B→D6→F点→C→D2→定子绕组L的左端A向储能电容C充电，将定子绕组L中的磁场能量转换为储能电容C的电场能量，当定子绕组L中电流变为0时，这时定子绕组L中的磁场能量全部转换为储能电容C的电场能量，在储能电容C的两端出现上正下负，UC的幅度达到峰值电压，由于隔离二极管的作用，储能电容C不能向定子绕组L放电，也不能向电源E放电；

当到达预定的状态切换位置时，控制电路驱动开关管Q3、Q2导通，电源电压经D10→Q3→B→L→A→Q2→地构成回路，给定子绕组L通电，而储能电容C中所存储的电场能量则通过Q3→B→L→A→Q2→地构成回路，向定子绕组L放电；

同理，当定子绕组L中的电流达到限定的数额时，将开关管Q3、Q2截止，由于定子绕组L中的电流不能突变，因此定子绕组L中的电流由定子绕组L的左端A→D5→F点→C→D4→定子绕组L的右端B向储能电容C充电，将定子绕组L中的磁场能量转换为储能电容C的电场能量，当定子绕组L中电流变为0时，这时定子绕组L中的磁场能量全部转换为储能电容C的电场能量，在储能电容C的两端出现上正下负，UC的幅度达到峰值电压，由于隔离二极管的作用，储能电容C不能向定子绕组L放电，也不能向电源E放电。

本发明所述的永磁型单相开关磁阻电机的控制方法，其当电机启动时，根据极性检测电路给出的极性检测信号，通过控制***的控制电路驱动开关管Q1、Q4或Q3、Q2导通，所述极性检测电路中的霍尔元件安装在定子任一凹部的中心线位置。

本发明在保持了常规开关磁阻电机所特有优点的基础上，消除了常规开关磁阻电机所固有的转矩脉动，降低了电机的噪声，并可实现电机的双向运行，同时提升了电机的功率密度，提高了电源输入能量的转换效率，有效的实现了节能的目标。

本发明产生的有益效果是：

1、采用本发明的输入能量可重复利用的永磁型单相开关磁阻电机与常规的三相开关磁阻电机相比较，在相同的电机体积和相同的电磁参数的情况下，可以使电机的功率密度提高3倍，且消除了常规开关磁阻电机所固有的转矩脉动大、噪声大的缺点，保留了常规开关磁阻电机的所有优点。

2、本发明采用的控制方案使用了能量转换单元，因而可以使由电源所输入能量获得重复利用，故可以在保持相同的电机特性的情况下，减少电源的输入，从而获得良好的节能效果。

3、本发明的电机具有结构简单、便于设计及计算，同时还便于建模和仿真。

4、本发明的控制回路结构简单便于设计且控制编程方便，该控制方式可以应用于各种功率的电机，并可以满足各种调速控制的需求。

5、本发明的电机与常规永磁电机相比较，在输出功率相同的情况下，可以减少铁芯、线圈铜线、以及永磁体的用量，具有较大的成本优势。

6、本发明的电机具有结构紧凑、重量轻且功率扩展方便，因而具有良好的功率密度和转矩密度。

7、采用本发明的电机及其控制方法可以使电机的效率更高，并具有更好的节能效果。

8、本发明的电机具有温升低、无脉动、噪声小、可靠性更高的优良特性。

9、本发明的电机可根据负载的状况，灵活选择各种各种不同的控制方案，以获得最佳的控制效果。

10、采用本发明的电机及控制***可以很方便的实现电机的双向运行，且具有相同的节能效果。

附图说明

图1是现有单相开关磁阻电机中的单相H桥功率电路。

图2和图3是本发明实施例1中一组电枢装置即单段定子和转子在不同运行方向下的展开结构示意图。

图4是本发明实施例2中前段定子和前段转子对应配合的截面图。

图5是本发明实施例2中后段定子和后段转子对应配合的截面图。

图6是本发明实施例2中采用两段定子和转子的展开结构示意图。

图7是本发明实施例3中后段定子和后段转子对应配合的截面图。

图8是本发明实施例3中采用两段定子和转子的展开结构示意图。

图9是本发明中功率电路的拓扑结构图。

图中标记：1为定子，2为转子，3为永磁体，4为定子电磁绕组，5为电机输出轴，D1～D4为保护二极管，D5～D6为续流二极管，D7～D10为隔离二极管，C为储能电容，L为定子绕组。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：如图2和3所示，一种永磁型单相开关磁阻电机，包括电机输出轴、控制***以及至少一组电枢装置，在本实施例中，所述电枢装置为一组，所述电枢装置包括定子1和转子2，所述定子1和转子2的凸极之间为气隙，所述转子2固定套接在电机输出轴5外周，所述定子1上的凸极数量与转子2上的凸极数量一致，在所述定子1的凸极部位安装有定子电磁绕组4，相邻的定子电磁绕组4的绕制方向相异，即所述定子的凸极部位安装的若干定子电磁绕组之间可串联、可并联，也可串并结合，第一个定子电磁绕组的头和最后一个定子电磁绕组的尾分别与控制***的功率电路输出端相连接，当定子电磁绕组中有电流流过时，相邻各定子凸极所产生的磁场极性相异，在所述转子2的凸极部位嵌装有永磁体3，所述永磁体3的充磁方向为径向，所述转子2中相邻的各凸极所嵌装的永磁体3的极性相异，当定子和转子的凸极重合时，则构成闭合的磁场回路。

其中，所述的控制***中设置有极性检测电路及位置检测电路，以满足电机的启动及运转控制的需求，即通过极性检测电路及位置检测电路对转子初始位置进行判断，当电机启动时，根据极性检测电路给出的极性检测信号，通过控制***的控制电路驱动开关管Q1、Q4或Q3、Q2导通，所述极性检测电路中的霍尔元件安装在定子任一凹部的中心线位置；所述的控制***中设置有储能电容电流检测电路，以满足电机运转控制的需求；所述定子和转子的对应关系可以是内转子结构、也可以是外转子结构。

如图2所示，所述定子、转子均设置有6个凸极，相邻的定子电磁绕组按头尾相连的方式串联，转子相邻的凸极设置有极性相异的永磁体，当定子电磁绕组有电流流过并产生如图所示的极性时，由于异性相吸使转子受到向右的拉力，使转子向右侧运动直至定子和转子的凸极重合，此时位置检测电路给出检测信号，控制电路进行换向，原导通的开关管组关闭，而对应的开关管组导通，使定子凸极产生的极性与转子凸极永磁体的极性相同，在同性相斥产生的推力及运动惯性的共同作用下，使转子继续向右运动直至定子凹部和转子的凸极重合，则位置检测电路又给出检测信号，使控制电路进行换向，此后过程与前面的过程相似，不再赘述。

如图9所示，所述功率电路为采用四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4构成的H桥电路，每个桥臂由上管和下管构成，任一桥臂的上管与对应桥臂的下管构成一组，同时导通或截止，两个桥臂上都设置有至少一个隔离二极管，两个桥臂的输出端与定子绕组的二端相连接，还分别连接有续流二极管，并通过续流二极管与储能电路相连接，储能电路可以由单个储能元件构成，也可以由复合储能元件共同构成；所述H桥电路中的定子绕组L两端分别与续流二极管D5和续流二极管D6连接，所述续流二极管D5、D6通过隔离二极管D7、D8与开关管Q1、Q3连接，电源E分别通过隔离二极管D9、D10与开关管Q1、Q3连接，所述定子绕组L分别通过续流二极管D5、D6以及下管中的保护二极管D2、D4，在开关管截止状态下与储能电容C构成充电回路，所述储能电容C在任一组开关管导通的状态下都可向定子绕组L放电。

实施例2：如图4、5和6所示，在本实施例中，所述电枢装置为两组，即所述永磁型单相开关磁阻电机的定子1由前段定子铁芯和后段定子铁芯组成，所述转子2由前段转子铁芯和后段转子铁芯组成，前、后段所包含的定子、转子铁芯各自构成独立且自行闭合的磁场回路。

其中，所述前段定子铁芯和后段定子铁芯的凸极数量相等，且两段定子铁芯之间留有间隙，所述前段定子铁芯和后段定子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置，即前段定子铁芯的凸极中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应，所述前段定子铁芯上的定子电磁绕组与后段定子铁芯上的定子电磁绕组共同组成单相电机的定子电磁绕组；所述前段转子铁芯和后段转子铁芯的凸极数量相等，且与对应定子铁芯上的凸极数量相同，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯之间留有间隙，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯中凸极的中心线在同一直线上。

如图4所示，当前段定子铁芯中的凸极部位中心线与前段转子铁芯中的凸极部位中心线对应时，如图5所示，后段转子铁芯中的凸极部位中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯均安装在电机输出轴5上，且与电机输出轴5同步转动。

如图6所示，当定子电磁绕组中的电流所产生的磁场为如图所示的极性时，电机的运行方向为向右侧方向。由于两段定子铁芯上的磁场回路相互独立，且各段定子铁芯上定子电磁绕组的绕制保证了其产生的极性相异，同时在转子相邻凸极上所布置永磁体的极性也相异，而且两段定子铁芯具备对应关系，故其相当于两个独立运行的开关磁阻电机做连轴运行，因而本实施例中电机的磁场回路的运动过程与实施例1的过程相类似，只需要在电机启动的初始阶段控制电路给出正确的启动控制，使定子绕组中的电流所产生的磁场满足所需转动方向的磁极需要，就能够使转子实现双向转动，值得说明的是，本实施例中，由于两组定子的凹凸极相互交错，而其转子的凸极则在同一中心线上，故在电机的磁场回路中，其每运动一步时在两组电枢装置中分别由拉力与推力在共同作用，因而具有良好的运动均衡性和平滑性，电机运转不会产生任何的转矩脉动且运转噪声非常小。

其他与实施例1相同。

实施例3：如图7和8所示，在本实施例中，所述电枢装置为两组，即所述永磁型单相开关磁阻电机的定子1由前段定子铁芯和后段定子铁芯组成，所述转子2由前段转子铁芯和后段转子铁芯组成，前、后段所包含的定子、转子铁芯各自构成独立且自行闭合的磁场回路。

其中，所述前段定子铁芯和后段定子铁芯的凸极数量相等，且两段定子铁芯之间留有间隙，所述前段定子铁芯和后段定子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置，即前段定子铁芯的凸极中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应，所述前段定子铁芯上的定子电磁绕组与后段定子铁芯上的定子电磁绕组共同组成单相电机的定子电磁绕组；所述前段转子铁芯和后段转子铁芯的凸极数量相等，且与对应定子铁芯上的凸极数量相同，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯之间留有间隙，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置，即前段转子铁芯的凸极中心线与后段转子铁芯的凹部中心线相对应。

如图4所示，当前段定子铁芯中的凸极部位中心线与前段转子铁芯中的凸极部位中心线对应时，如图7所示，后段转子铁芯中的凸极部位中心线与后段定子铁芯的凸极部位中心线也对应，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯均安装在电机输出轴5上，且与电机输出轴5同步转动。

如图8所示，当定子电磁绕组中的电流所产生的磁场为如图所示的极性时，电机的运行方向为向右侧方向。由于两段定子铁芯上的磁场回路相互独立，且各段定子铁芯上定子电磁绕组的绕制保证了其产生的极性相异，同时在转子相邻凸极上所布置永磁体的极性也相异，而且两段定子铁芯具备对应关系，故其相当于两个独立运行的开关磁阻电机做连轴运行，因而本实施例中电机的磁场回路的运动过程与实施例1的过程相类似，只需要在电机启动的初始阶段控制电路给出正确的启动控制，使定子绕组中的电流所产生的磁场满足所需转动方向的磁极需要，就能够使转子实现双向转动。

其他与实施例1相同。

如图9所示，一种永磁型单相开关磁阻电机的控制方法：当电机的转子转到预定的位置时，位置检测电路给出控制信号，通过控制***的控制电路驱动开关管Q1、Q4导通，定子绕组L中的电流开始上升，其产生电流的方向为由左至右，当定子绕组L中的电流达到限定的数额时，将开关管Q1、Q4截止，由于定子绕组L中的电流不能突变，因此定子绕组L中的电流由定子绕组L的右端B→D6→F点→C→D2→定子绕组L的左端A向储能电容C充电，将定子绕组L中的磁场能量转换为储能电容C的电场能量，当定子绕组L中电流变为0时，这时定子绕组L中的磁场能量全部转换为储能电容C的电场能量，在储能电容C的两端出现上正下负，UC的幅度达到峰值电压，由于隔离二极管的作用，储能电容C不能向定子绕组L放电，也不能向电源E放电。

当到达预定的状态切换位置时，控制电路驱动开关管Q3、Q2导通，电源电压经D10→Q3→B→L→A→Q2→地构成回路，给定子绕组L通电，而储能电容C中所存储的电场能量则通过Q3→B→L→A→Q2→地构成回路，向定子绕组L放电。

同理，当定子绕组L中的电流达到限定的数额时，将开关管Q3、Q2截止，由于定子绕组L中的电流不能突变，因此定子绕组L中的电流由定子绕组L的左端A→D5→F点→C→D4→定子绕组L的右端B向储能电容C充电，将定子绕组L中的磁场能量转换为储能电容C的电场能量，当定子绕组L中电流变为0时，这时定子绕组L中的磁场能量全部转换为储能电容C的电场能量，在储能电容C的两端出现上正下负，UC的幅度达到峰值电压，由于隔离二极管的作用，储能电容C不能向定子绕组L放电，也不能向电源E放电。

当在定子绕组L工作的状态切换时，切换到开关管Q3、Q2导通状态，则此时定子绕组L二端反电动势的电位为右正左负，开关管Q2的UCE为反偏而无法导通，此时若定子绕组L中的电流尚不为0，则电路可通过定子绕组L的右端B→D6→F点→C→D2→定子绕组L的左端A向储能电容C充电，当定子绕组L中的残存电流为0时Q2导通，完成状态切换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁型单相开关磁阻电机，其特征在于：包括电机输出轴、控制***以及至少一组电枢装置，所述电枢装置包括定子（1）和转子（2），所述定子（1）和转子（2）的凸极之间为气隙，所述转子（2）固定套接在电机输出轴（5）外周，所述定子（1）上的凸极数量与转子（2）上的凸极数量一致，在所述定子（1）的凸极部位安装有定子电磁绕组（4），相邻的定子电磁绕组（4）的绕制方向相异，第一个定子电磁绕组的头和最后一个定子电磁绕组的尾分别与控制***的功率电路输出端相连接，当定子电磁绕组中有电流流过时，相邻各定子凸极所产生的磁场极性相异，在所述转子（2）的凸极部位嵌装有永磁体（3），所述永磁体（3）的充磁方向为径向，所述转子（2）中相邻的各凸极所嵌装的永磁体（3）的极性相异，当定子和转子的凸极重合时，则构成闭合的磁场回路。

2.根据权利要求1所述的永磁型单相开关磁阻电机，其特征在于：所述电枢装置为两组，即所述永磁型单相开关磁阻电机的定子（1）由前段定子铁芯和后段定子铁芯组成，所述转子（2）由前段转子铁芯和后段转子铁芯组成，前、后段所包含的定子、转子铁芯各自构成独立且自行闭合的磁场回路；

所述前段定子铁芯和后段定子铁芯的凸极数量相等，且两段定子铁芯之间留有间隙，所述前段定子铁芯和后段定子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置，即前段定子铁芯的凸极中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应，所述前段定子铁芯上的定子电磁绕组与后段定子铁芯上的定子电磁绕组共同组成单相电机的定子电磁绕组；

所述前段转子铁芯和后段转子铁芯的凸极数量相等，且与对应定子铁芯上的凸极数量相同，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯之间留有间隙，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯中凸极的中心线在同一直线上；

当前段定子铁芯中的凸极部位中心线与前段转子铁芯中的凸极部位中心线对应时，后段转子铁芯中的凸极部位中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯均安装在电机输出轴（5）上，且与电机输出轴（5）同步转动。

3.根据权利要求1所述的永磁型单相开关磁阻电机，其特征在于：所述电枢装置为两组，即所述永磁型单相开关磁阻电机的定子（1）由前段定子铁芯和后段定子铁芯组成，所述转子（2）由前段转子铁芯和后段转子铁芯组成，前、后段所包含的定子、转子铁芯各自构成独立且自行闭合的磁场回路；

所述前段定子铁芯和后段定子铁芯的凸极数量相等，且两段定子铁芯之间留有间隙，所述前段定子铁芯和后段定子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置，即前段定子铁芯的凸极中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应，所述前段定子铁芯上的定子电磁绕组与后段定子铁芯上的定子电磁绕组共同组成单相电机的定子电磁绕组；

所述前段转子铁芯和后段转子铁芯的凸极数量相等，且与对应定子铁芯上的凸极数量相同，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯之间留有间隙，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置，即前段转子铁芯的凸极中心线与后段转子铁芯的凹部中心线相对应；

当前段定子铁芯中的凸极部位中心线与前段转子铁芯中的凸极部位中心线对应时，后段转子铁芯中的凸极部位中心线与后段定子铁芯的凸极部位中心线也对应，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯均安装在电机输出轴（5）上，且与电机输出轴（5）同步转动。

4.根据权利要求1所述的永磁型单相开关磁阻电机，其特征在于：所述定子（1）和转子（2）的对应关系是内转子结构或者是外转子结构。

5.根据权利要求1所述的永磁型单相开关磁阻电机，其特征在于：所述控制***中设置有极性检测电路及位置检测电路。

6.根据权利要求1所述的永磁型单相开关磁阻电机，其特征在于：所述控制***中设置有储能电容电流检测电路。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的永磁型单相开关磁阻电机，其特征在于：所述功率电路为采用四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4构成的H桥电路，每个桥臂由上管和下管构成，任一桥臂的上管与对应桥臂的下管构成一组，同时导通或截止，两个桥臂上都设置有至少一个隔离二极管，两个桥臂的输出端与定子绕组的二端相连接，还分别连接有续流二极管，并通过续流二极管与储能电路相连接，储能电路可以由单个储能元件构成，也可以由复合储能元件共同构成。

8.根据权利要求7所述的永磁型单相开关磁阻电机，其特征在于：所述H桥电路中的定子绕组L两端分别与续流二极管D5和续流二极管D6连接，所述续流二极管D5、D6通过隔离二极管D7、D8与开关管Q1、Q3连接，电源E分别通过隔离二极管D9、D10与开关管Q1、Q3连接，所述定子绕组L分别通过续流二极管D5、D6以及下管中的保护二极管D2、D4，在开关管截止状态下与储能电容C构成充电回路，所述储能电容C在任一组开关管导通的状态下都可向定子绕组L放电。

9.一种如权利要求1至6中任意一项所述的永磁型单相开关磁阻电机的控制方法，其特征在于：当电机的转子转到预定的位置时，位置检测电路给出控制信号，通过控制***的控制电路驱动开关管Q1、Q4导通，定子绕组L中的电流开始上升，其产生电流的方向为由左至右，当定子绕组L中的电流达到限定的数额时，将开关管Q1、Q4截止，由于定子绕组L中的电流不能突变，因此定子绕组L中的电流由定子绕组L的右端B→D6→F点→C→D2→定子绕组L的左端A向储能电容C充电，将定子绕组L中的磁场能量转换为储能电容C的电场能量，当定子绕组L中电流变为0时，这时定子绕组L中的磁场能量全部转换为储能电容C的电场能量，在储能电容C的两端出现上正下负，UC的幅度达到峰值电压，由于隔离二极管的作用，储能电容C不能向定子绕组L放电，也不能向电源E放电；

当到达预定的状态切换位置时，控制电路驱动开关管Q3、Q2导通，电源电压经D10→Q3→B→L→A→Q2→地构成回路，给定子绕组L通电，而储能电容C中所存储的电场能量则通过Q3→B→L→A→Q2→地构成回路，向定子绕组L放电；

同理，当定子绕组L中的电流达到限定的数额时，将开关管Q3、Q2截止，由于定子绕组L中的电流不能突变，因此定子绕组L中的电流由定子绕组L的左端A→D5→F点→C→D4→定子绕组L的右端B向储能电容C充电，将定子绕组L中的磁场能量转换为储能电容C的电场能量，当定子绕组L中电流变为0时，这时定子绕组L中的磁场能量全部转换为储能电容C的电场能量，在储能电容C的两端出现上正下负，UC的幅度达到峰值电压，由于隔离二极管的作用，储能电容C不能向定子绕组L放电，也不能向电源E放电。

10.根据权利要求9所述的永磁型单相开关磁阻电机的控制方法，其特征在于：当电机启动时，根据极性检测电路给出的极性检测信号，通过控制***的控制电路驱动开关管Q1、Q4或Q3、Q2导通，所述极性检测电路中的霍尔元件安装在定子任一凹部的中心线位置。