本节采用1.5kW 12/8三相开关磁阻电机为控制对象搭建实验平台。该实验平台包括以下功能。①加载：加载范围从0至额定转矩10 N·m；②记录电流和电压：两个平台上均配备了两组电流传感器和电压传感器，一组供控制器采样，另一组供数据采集卡采集数据，数据采集通过示波器进行；③振动测试：两个平台均在定子表面安装了振动传感器，加速度传感器量程为0.5～12 k Hz，通过NI 9234采集振动信号。被测电机及振动传感器的安装如图3.13所示。
图3.13 开关磁阻电机安装
（a）实验台安装；（b）加速度传感器安装。
在本实验中，电机在恒转矩输出方式下工作，控制流程如图3.14所示，电机的控制算法中包括速度环和电流环，速度环和电流环均为PI控制，速度环根据转速误差产生电流控制指令，电流环通过调节PWM的占空比调节电流，使电流稳定在参考电流范围内。实验中换相控制的开通角和关断角分别为25°和140°（均为电角度）。
为了验证径向力与振动间传递函数建模的准确性，在实验平台上进行了500 r/min和1 000 r/min两个转速下的振动测试实验，实验流程如图3.15所示。
图3.14 开关磁阻电机在恒转矩输出方式下的控制流程
图3.15 振动模型验证实验流程
根据本章电磁力的数值求解结果，可以得到径向力-电流-位置图表。本节通过查表法获得电机运行时的径向力，通过实验中获得的电流波形，按照位置和电流查询相应的径向力，如果查询的位置或电流不在表格中，则通过线性插值方法进行插补。在1 N·m的负载下分别测试得到500 r/min和1 000 r/min下的电流波形，然后通过查表获得径向力波形，电流波形和径向力波形分布如图3.16和图3.17所示。3.16（a）表示500 r/min下单相绕组的电流，3.16（b）表示500 r/min下单相绕组产生的径向力波形；3.17（a）表示1 000 r/min下单相绕组的电流，3.17（b）表示1 000 r/min下单相绕组产生的径向力波形。
表3.7已经给出了各阶模态的传递函数，根据传递函数即可获得不同频率径向力在不同模态下的幅值增益；同时对径向力进行傅里叶分解，可以得到径向力的频谱，对某一频率的径向力谐波，分别计算其在多个模态下的振动幅值，然后叠加可以得到该频率下振动的整体幅值。(www.xing528.com)
在1 N·m的负载下500 r/min和1 000 r/min下的径向力频率如图3.18所示。
图3.16 单相绕组（a）相电流及（b）径向力随时间变化的波形（500 r/min，1 N·m）
图3.17 单相绕组（a）相电流及（b）径向力随时间变化的波形（1 000 r/min，1 N·m）
图3.18 不同转速下的径向力频谱
根据径向力频率对振动频率进行预测，并与实验测试值进行对比，对比结果分别如图3.19、图3.20所示。图3.19表示500 r/min下振动预测值和测试值的对比；图3.20表示1 000 r/min下振动预测值和测试值的对比。从图3.19可以看出，在0阶模态处，预测值为0.010 4g（g＝9.8 m/s2），测试值为0.012 7g，误差为18.1%。从图3.20可以看出，在0阶模态处，预测值为0.017 4g，测试值为0.021 4g，误差为18.7%。不同转速下，在4阶模态处的误差均比较大，主要原因是4阶模态对应的径向力值比较小，容易受到干扰，径向力的计算误差较大。
图3.19 定子振动信号频谱（500 r/min，1 N·m）
图3.20 定子振动信号频谱（1 000 r/min，1 N·m）
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