開關磁阻發(fā)電系統(tǒng)由雙凸極磁阻電機、雙向功率變換器、轉子位置檢測器(或非直接位置檢測器)和控制器組成。發(fā)電控制系統(tǒng)根據(jù)電機的位置檢測器產(chǎn)生的轉子位置信號控制功率開關電路中開關管的通斷，改變相電流的生成位置，使電磁轉矩為負，使機械能轉化為電能。電機為12/8結構，轉子上無繞組，定子每個齒極上設有一個集中線圈，徑向相對的兩個線圈形成一對磁極，稱為“一相”。這樣共組成6相，可滿足雙通道開關磁阻發(fā)電系統(tǒng)的需要。本研究以單通道為例，簡要闡述其工作原理和控制方法。

　　開關磁阻發(fā)電機工作狀態(tài)電流波形如圖1所示。圖1中，θ角定義為該相轉子齒槽軸線與定子齒極軸線之間的夾角。當轉子槽軸線重合時，該相電感最小(定義為θ=0°)，當轉子齒極軸線與相應定子齒極軸線重合(定義θ=θm)時，該相電感最大。根據(jù)電磁場基本理論，伴隨磁場的存在，電機轉子的電磁轉矩同時存在，可以表示為：

　　若在電感下降區(qū)形成電流，產(chǎn)生負轉矩，即電機吸收機械能，并可能把它轉換成電能輸出，故此時開關磁阻電機為發(fā)電機工作。

　　開關磁阻電機控制參數(shù)較多，控制靈活，這也是開關磁阻電機的優(yōu)點之一。對于開關磁阻發(fā)電系統(tǒng)有3種常用的控制方案：脈寬調(diào)制控制、角度位置控制和電流斬波控制。本研究設計的控制系統(tǒng)運用的是角度位置控制方案。根據(jù)圖1中相電流波形可知，θ1和θ2分別為開通角和關斷角，即主開關管開通和關斷時對應的轉子位置角度，對其進行調(diào)節(jié)可影響發(fā)電的勵磁過程及相電流。通常開通角θ1在θm之前即在電感上升區(qū)，關斷角θ2在θm之后即在電感下降區(qū)，開通角提前、關斷角推后都可以增加勵磁時間、增大勵磁電流ic，從而加大勵磁強度。