负磁阻发电机在构造上与常规发电机有很大的区别，常规发电机主要由转子和定子两大部分构成；而负磁阻发电机是由内定子、斩磁器、外定子、整流器、储能电感、脉冲变压器等机构组成。另外，两种发电机的磁路方向也是不相同的，常规发电机的磁路方向多为径向，或沿周向，而负磁阻发电机的磁路方向统为轴向。

负磁阻发电机的转子即是斩磁器，它是由特殊的超导磁材料（新开发材料）构成的，它具有很强的遮磁作用。当斩磁器在内定子与外定子之间高速旋转时，内定子感应到外定子磁极中的磁通量就会由静磁通变为脉冲磁通，于是在外定子电枢线圈中就会产生脉冲式感应电流。因为外定子电枢设计有N多磁极，所以当斩磁器依次遮挡每一级电枢时，电枢中的磁通量都会有一次由多到少的变化过程，按愣次定律，磁通由多到少变化时，感应电流的磁场方向与原磁场（内定子磁场）方向相同。当感应电流的磁场方向与内定子磁场方向相同时，将对斩磁器产生排斥力；将电枢回路设计成纯电感电路，于是感应电流就会落后于感应电动势90°。因为感应电动势是在斩磁器开始遮向电枢磁极时就随即产生的，所以就必须使感应电流落后，也就是使他的斥力仅作用于斩磁器的后沿部分；于是，斩磁器高速旋转将内定子的恒稳磁场斩变为脉冲磁通。

传统的PID控制一方面参数的整定没有实现自动化，另一方面这种控制必须精确地确定对象模型。而开关磁阻电动机(SRM)得不到精确的数学模型，控制参数变化和非线性，使得固定参数的PID控制不能使开关磁阻电动机控制系统在各种工况下保持设计时的性能指标。

模糊控制器是一种近年来发展起来的新型控制器，其优点是不需要掌握受控对象的精确数学模型，而根据人工控制规则组织控制决策表，然后由该表决定控制量的大小。因此采用模糊控制，对开关磁阻电动机（SRM）进行控制是改善系统性能的一种途径。但在实践中发现，常规模糊控制器的设计存在一些不足，如控制表中数据有跳跃，平滑性较差，这对控制效果有影响。

模糊控制和PID控制两者结合起来，扬长补短，将是一个优秀的控制策略。其理由是：

第一，由线性控制理论可知，积分控制作用能消除稳态误差，但动态响应慢，比例控制作用动态响应快，而比例积分控制既能获得较高的稳态精度，又能具有较高的动态响应。因此，把PI控制策略引入Fuzzy控制器，构成Fuzzy-PI复合控制，是改善模糊控制器稳态性能的一种途径。

第二，增加模糊量化论域是提高模糊控制器稳态精度的最直接的方法，但这种方法要增大模糊推理的计算量，况且量化论域的增加也不是无止境的。

通过最近约20年问的研究和改进设计工作，使负磁阻发电机的性能不断提高，目前已能在较大的功率范围内使其性能不低于其它型式的电动机。七十年代初，美国福特电动机公司研制出最早的开关磁阻电机调速系统。其结构为轴向气隙电动机、晶闸管功率电路，具有电动机和发电机运行状态和较宽范围调速的能力，特别适用作蓄电池供电的电动车辆传动。

七十年代中期，在工业部门的促进下，英国里兹大学和诺丁汉大学组成一研究小组，共同研制以传动电动车辆为目标的开关磁阻电动机调速系统。小组在该系统的理论研究和实践方面做了大量工作，他们研制的样机容量从10W至50kW，转速从750rpm至10，000rpm，其系统效率和电动机利用系数等主要指标达到或超过了传统传动系统。随后以研究小组为基础成立了开关磁阻电动机调速系统公司，以经营其研究成果。1981年英国TASC公司获准制造该系统，并于1983年推出商品名为Oulton的通用调速系列产品，其容量范围为4-22kW。该产品的出现在电气传动界引起不小的反响。因为其确实在很多性能指标上达到出人意料的高水平，整个系统的综合性能价格指标达到或超过了工业中长期广泛应用的一些变速传动系统。

开关磁阻电动机调速系统的出现不仅为工业、交通、国防及家用电器等部门提供了一种极其优越的调速系统，而且也因其具有的典型机电一体化结果丰富了“机械电子学”的成功实例。因此1983年后在国际范围内迅速掀起开关磁阻电机研究开发热，并持续至今不断发展，其产品推广领域不断扩大。

我国对开关磁阻电机调速系统的开发研究开始于1984年，现已有大批高等院校、科研院所、生产企业从事开关磁阻电机调速系统的开发研究工作，在借鉴国外经验的基础上，国内对开关磁阻电机调速系统的开发研究尽管起步较晚，但是起点较高，研制目标基本都集中在较为成熟的三相或四相控制方案上，目前已有十余家单位推出不同性能、用途、功率(1kW到55kW)的多规格系列产品，应用于纺织、冶金、机械、运输等多种行业、场所的数十种生产机械和运输车辆中。

综上所述：开关磁阻电机（SRD）是上世纪80年代初随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种新型调速驱动系统，具有结构简单、运行可靠及效率高等突出特点，成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力的竞争者，引起各国学者和企业界的广泛关注。开关磁阻电动机调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。英、美等经济发达国家对开关磁阻电动机调速系统的研究起步较早，并已取得显著效果，产品功率等级从数瓦直到数百千瓦，广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等领域。中国对开关磁阻电动机调速系统的研究与试制起步于20世纪80年代末90年代初，取得了从基础理论到设计制造技术多方面的成果与进展，但产业化及应用性研究工作相对滞后。

1、各主开关管的电压定额不变。

2、由于主开关管的电压定额与电动机绕组的电压定额近似相等，所以这种线路用足了主开关管的额定电压，有效的全部电源电压可用来控制相绕组电流。

3、由于每相绕组接至各自的不对称半桥，在电路上，相与相之间是完全独立的，故这种结构对绕组相数没有任何限制。

4、每相需要两个主开关管。除了电动机绕组与每相开关串联，不存在上、下桥臂直通的故障隐患之外，很像三相异步PWM逆变器电路。

负磁阻发电机在印染行业的应用

在印染行业中，筒纱染色的均匀性在工艺被决定了之后，主要就取决于筒子染色机输送染液的主泵对流量流速的控制与选择。由于纱线品种的多样性，不同纱支所需的流量流速存在着差异，即使是同一种纱线若捻度不一样也需要主泵对流量流速进行选择。早期的筒子染色机必需由工人凭借经验来操作，20世纪90年代有了交流变频器就可以通过染缸内外差的检测与反馈信号调节主泵转速来解决，现在有了SRD电动机调速系统完全可以利用它取代交流变频器。这是因为SRD电机调速系统在与PLC编程控制装置结合之后其染液流量流速状态更容易被控制，在任何情况下都能给出一个合理数值，同时电子元器件也不再受温度与湿度的干扰，这样也就确保了运行的稳定性，同时还解决了电机在潮湿环境里运行的问题。

负磁阻发电机在化纤行业中的应用

在化纤行业，其关键工序之一是将熔融的化纤材料在恒压下，由微孔喷出冷却成丝。为了使出丝的直径严格一致，计量泵的转速必须高度稳定。一般纺丝泵是由永磁同步电机驱动的。这种电机内有永磁体，长期工作会逐渐退磁，电机就必须及时更换。如果采用SRD调速电机，由于其有位置检测器，完全可以构成速度闭环系统，保证转速稳定且不受负载变化的影响。

负磁阻发电机在纺织行业的应用

这主要因为开关磁阻电机可以在四象限之中进行运行，即能按照指令实施顺时针转动，顺时针制动，逆时针转动，逆时针制动等四种状态的运行与转换。未来可以说SRD电机无论在系统静动态性能的满足上，可靠性上，性能价格比上均比其它调速系统占有明显的优势，也必将是抓棉机的最理想的动力机械。同时，根据SRD电机的特点，它可以适应织造机械中的整经机以及浆纱机的主传动恒动率的变速运行，也可以满足自调均整的梳棉机，细纱机，络筒机以及捻线机，最终实现纺织机械的全数字化的驱动。

磁阻效应(Magnetoresistance Effects)的定义：是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。金属或半导体的载流子在磁场中运动时，由于受到电磁场的变化产生的洛伦兹力作用，产生了磁阻效应。

磁阻效应是指电阻在磁场中增加的现象。磁阻效应在半导体中尤为显著。效应的大小通常用电阻的改变量和电阻本身的比值来量度：

在磁场中，由于Lorentz力的作用，一般来说载流子的运动将发生偏转，这是产生磁阻效应的原因。但在等能面为球形的简单能带的情形下，纵向磁阻为零。因为在此情形下，漂移速度与磁场平行. 磁场的存在并不改变载流子的漂移运动，但横向磁阻一般不为零。在横向磁场下，作漂移运动的载流子同时受到Lorentz力和由Hall电场产生的静电力的作用。这两种力的作用在总体上相互抵消，使横向电流为零。 但在动量弛豫时间依赖于能量的情形下，不同能量的载流子有不同的平均(漂移)速度，所受Lorentz力的大小并不相同。只是某一特定能量(平均速度)的载流子所受Lorentz力与静电力完全抵消。高于和低于此能量(平均速度)者，所受合力分别指向相反的方向，使载流子的漂移运动向两边偏转。 这将导至电流减小，即导至横向磁阻效应。但应指出在简单能带情形下，当弛豫时间与能量无关时，横向磁阻为零。

磁阻，是一个与电路中的电阻类似的概念。电流总是沿着电阻最小的路径前进；磁通量总是沿着磁阻最小的路径前进。磁阻与电阻一样，都是一个标量。