开关磁阻电机是近年来随着现代微机控制技术、电力电子技术和计算机辅助设计技术发展起来的一种新型电机（如所示），该电机结构简单、可控参数多、容错性好、效率高、成本低，在牵引运输、通用工业、家用电器等领域得到了较广泛的应用。它允许能量双向流动，因此在电子控制器下既能作电动机运行，又能作发电机运行，应用于汽车系统时，可以将汽车起动机和发电机合二为一，简化汽车结构，降低造价并提高功率密度和可靠性。
三相6/4极SR电机截面图随着微电子技术的迅猛发展，复杂可编程逻辑器件（CPLD）以其自身速度快、性能高、容量大、体积小、可重复编程和微功耗的独特优势，得到了日益广泛的应用。CPLD控制技术也成为继单片机和PLC控制之后的又一种新兴控制模式。作为标准化硬件描述语言之一的VHDL，具有较强的移植能力，非常适用于复杂可编程逻辑器件的应用设计，大大提高了电子系统设计的效率推动了可编程逻辑器件的广泛应用。
针对车用开关磁阻起动/发电机工作环境恶劣（高温、高湿、振动、多灰尘）和软件控制抗干扰能力较低的特点，本文提出了CPLD为基础的纯硬件电路实现开关磁阻起动/发电系统的控制。由于纯硬件控制电路简单可靠，可以适应复杂的工作环境，因此可以有效地简化车用开关磁阻起动/发电机控制系统的结构并提高其容错能力。
2开关磁阻电机起动/发电控制策略开关磁阻电机的控制策略较为灵活，具有三种控制模式：角度位置控制（APC）、电流斩波控制（CCC）和脉宽调制控制（PWM）。针对车用开关磁阻电机的工作要求和汽车电源的特点，对车用开关磁阻起动/发电机采用分段控制策略。
当电机的转速升到汽车发动机的怠速（约800r/min）时，电机将从起动状态转到助力状态（此时油门处于*大位置）或发电状态，助力状态运行于电动模式，发电状态则运行于发电模式，此时电机仍然采用电流斩波控制。当汽车发动机的转速达到某一较高转速（约2000r/min）时，一方面相电流周期缩短，另一方面运动电势较大使得电流峰值较小，因此为大系统的出力和提高发电效率，不宜再采用电流斩波控制，应改为角度位置控制。
3控制系统的组成及其优化基于CPLD的开关磁阻起动/发电控制系统结构如所示，该系统主要由汽车发动机、三相SR电机、24V低压蓄电池组、功率变换电路和CPLD控制器及其外围电路构成，其中CPLD控制器及其外围电路为系统的核心部分。窗口比较器用于提取电压范围信号，滞环比较器用于提取相电流信号及油门位置信号的上限值，以控制磁阻电机的运行状态，并实现过压过流保护。
蓄电池在系统中作为能量缓冲器，当开关磁阻电机做电动运行时为其提供励磁，当开关磁阻电机做发电运行时吸收电机发出的电能，由于蓄电池是汽车电源的重要组成部分，因此要实现电源的有效管理，必须控制蓄电池的充放电过程，针对蓄电池充放电能够独立地完成电机转速的实时检测，它可以控制开关磁阻电机有效地完成起动、发电及助力功能并实现三者的自由切换。CPLD控制器内部主要由驱动、控制、斩波、速度检测，脉宽调制等模块构成，其程序编制采用标准硬件描述语言VHDL和自顶向下的设计方法实现，其中控制模块的控制状态表的特点是，在电机处于发电运行状态时，对蓄电池充电分成两个阶段，即恒流充电和恒压充电，电流电压的调节通过外围的闭环调节电路实现，该电路由模拟开关、PI调节器和角度调节电路组成，通过模拟开关选择需要调节的参数，并利用角度调节电路产生脉宽调节信号进入CPLD控制器。
