本發(fā)明專利技術(shù)適用于電機(jī)設(shè)備領(lǐng)域，提供了一種開關(guān)磁阻電機(jī)的變換器，所述開關(guān)磁阻電機(jī)包括多相繞組，所述開關(guān)磁阻電機(jī)的變換器包括整流單元、無極性電容、多組第一繞組功率電路、多組第二繞組功率電路利用PWM控制信號控制所述導(dǎo)通相功率電路驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)動，且利用PWM控制信號控制所述非導(dǎo)通相功率電路維持所述無極性電容維持電壓平衡。上述開關(guān)磁阻電機(jī)的變換器通過用無極性電容替換傳統(tǒng)的電解電容，減少了開關(guān)磁阻電機(jī)的體積及成本，提升了控制系統(tǒng)的壽命，利用PWM控制信號對非導(dǎo)通相電路的控制以對無極性電容進(jìn)行充電，以維持兩個直流母線電壓的穩(wěn)定，保持開關(guān)磁阻電機(jī)工作穩(wěn)定。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電機(jī)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種。
技術(shù)介紹
開關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motor, SRM)具有結(jié)構(gòu)簡單牢固、壽命長、控 制靈活、較寬轉(zhuǎn)速及功率控制范圍等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在交通運(yùn)輸、民用電動車、家用電器、通 用工業(yè)、航空航天、國防工業(yè)等眾多領(lǐng)域。電解電容是當(dāng)前SRM控制器的重要組成部分，作 為控制系統(tǒng)的儲能元件，用于穩(wěn)定控制器系統(tǒng)的直流母線電壓，但SRM控制系統(tǒng)電解電容 的引入，增加了體積和成本，降低了系統(tǒng)功率因數(shù)，減少了系統(tǒng)壽命等。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實施例的目的在于提供一種無電解電容、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、壽命長的開 關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器，旨在解決具有電解電容的SRM控制系統(tǒng)的存在體積大和成本高， 系統(tǒng)功率因數(shù)和系統(tǒng)壽命低的問題。本專利技術(shù)實施例是這樣實現(xiàn)的，一種開關(guān)磁阻電機(jī)的變換器，所述開關(guān)磁阻電機(jī)包 括多相繞組，所述開關(guān)磁阻電機(jī)的變換器包括整流單元、兩個無極性電容、多組第一繞組功 率電路、多組第二繞組功率電路，其中，所述整流單元的輸入端與交流電源的一個輸出端連接、正極輸出端與第一直流母 線連接、負(fù)極輸出端與第二直流母線連接；所述兩個無極性電容連接在所述第一直流母線和第二直流母線之間，所述兩個無 極性電容串聯(lián)連接的節(jié)點(diǎn)與所述交流電源的另一個輸出端連接；所述第一繞組功率電路和所述第二繞組功率電路的交流輸入端與所述交流電源 的另一個輸出端連接、正極輸入端與所述第一直流母線連接、負(fù)極輸入端與所述第二直流 母線連接，所述第一繞組功率電路和所述第二繞組功率電路中驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)動 的為導(dǎo)通相功率電路、維持所述兩個無極性電容電壓平衡的為非導(dǎo)通相功率電路；利用PWM控制信號控制所述導(dǎo)通相功率電路驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)動，且利用 PWM控制信號控制所述非導(dǎo)通相功率電路維持所述兩個無極性電容電壓平衡。在優(yōu)選的實施例中，所述第一繞組功率電路包括第一端作為所述交流輸入端的一 相繞組、低電位端與所述一相繞組的第二端連接的第一功率開關(guān)管以及第一端與所述一相 繞組的第二端連接的第一續(xù)流器件，所述第一功率開關(guān)管的高電位端作為所述正極輸入 端，所述第一續(xù)流器件的第二端作為所述負(fù)極輸入端；所述第二繞組功率電路包括作為所述交流輸入端的一相繞組的二相繞組、高電位 端與所述二相繞組的第二端連接的第二功率開關(guān)管以及第二端與所述二相繞組的第二端 連接的第二續(xù)流器件，所述第二功率開關(guān)管的低電位端作為所述負(fù)極輸入端，所述第二續(xù) 流器件的第一端與作為所述正極輸入端，所述第一功率開關(guān)管和所述第二功率開關(guān)管的控制端均外接PWM控制信號。在優(yōu)選的實施例中，所述第一功率開關(guān)管和所述第二功率開關(guān)管均為N溝道MOS 管，所述N溝道MOS管的柵極、源極及漏極依次為所述第一功率開關(guān)管和所述第二功率開關(guān) 管的控制端、低電位端及高電位端；或所述第一功率開關(guān)管和所述第二功率開關(guān)管均為IGBT，所述IGBT的門極、集電 極及發(fā)射極依次為所述第一功率開關(guān)管和所述第二功率開關(guān)管的控制端、低電位端及高電 位端。在優(yōu)選的實施例中，所述第一續(xù)流器件和第二續(xù)流器件均為續(xù)流二極管，其中，所 述第一續(xù)流器件的第一端、第二端分別為續(xù)流二極管的陽極、陰極，所述第二續(xù)流器件的第 一端、第二端分別為續(xù)流二極管的陽極、陰極。在優(yōu)選的實施例中，所述第一續(xù)流器件和第二續(xù)流器件均為N溝道MOS管，其中， 所述第一續(xù)流器件和所述第二續(xù)流器件兩者的第一端、第二端分別所述N溝道MOS管的漏 極、源極，所述N溝道MOS管柵極外接PWM控制信號；或所述第一續(xù)流器件和第二續(xù)流器件均為IGBT，所述第一續(xù)流器件和所述第二續(xù) 流器件兩者的第一端、第二端分別所述IGBT的發(fā)射極、集電極，所述IGBT門極外接PWM控 制信號。上述開關(guān)磁阻電機(jī)的變換器通過用兩個無極性電容替換傳統(tǒng)的電解電容，減少了 開關(guān)磁阻電機(jī)的體積及成本，增加了使用壽命，同時第一繞組功率電路和第二繞組功率電 路在開關(guān)磁阻電機(jī)在轉(zhuǎn)動的過程中上述兩個電路中的一個用去驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動，另一個電 路用于維持兩個無極性電容的電壓平衡，如此，利用PWM控制信號對非導(dǎo)通相電路的控制 以對無極性電容進(jìn)行充電，省略了需要增加額外電路模塊來對無極性電容進(jìn)行充電，以維 持兩個直流母線電壓的穩(wěn)定，保持開關(guān)磁阻電機(jī)工作穩(wěn)定。本專利技術(shù)實施例的另一目的在于提供一種開關(guān)磁阻電機(jī)的控制系統(tǒng)，所述開關(guān)磁阻 電機(jī)包括多相繞組，所述開關(guān)磁阻電機(jī)的控制系統(tǒng)包括上述的開關(guān)磁阻電機(jī)的變換器，還 包括檢測所述交流電源的交流電壓信息的交流電壓檢測單元；檢測所述兩個無極性電容的直流電壓信息的直流母線電壓檢測單元；檢測所述開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)速信息的轉(zhuǎn)速檢測單元；主控制器，根據(jù)所述交流電壓信息、直流電壓信息和電機(jī)轉(zhuǎn)速信息發(fā)出PWM控制 信號控制所述導(dǎo)通相功率電路驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)動，且利用PWM控制信號控制所述 非導(dǎo)通相功率電路維持所述兩個無極性電容電壓平衡。在優(yōu)選的實施例中，所述開關(guān)磁阻電機(jī)的控制系統(tǒng)包括還包括過流檢測電路，用于檢測所述主功率電路的電流大小并發(fā)送到所述主控制器；驅(qū)動電路，連接于所述導(dǎo)通相功率電路與所述主控制器之間以及所述非導(dǎo)通相功 率電路與所述主控制器之間，利用所述控制器發(fā)出的PWM控制信號驅(qū)動所述導(dǎo)通相功率電 路和所述非導(dǎo)通相功率電路工作。上述開關(guān)磁阻電機(jī)的控制系統(tǒng)通過用兩個無極性電容替換傳統(tǒng)的電解電容，減少 了開關(guān)磁阻電機(jī)的體積及成本，增加了使用壽命，同時在開關(guān)磁阻電機(jī)在轉(zhuǎn)動的過程中第 一繞組功率電路和第二繞組功率電路中的一個用去驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動，另一個電路用于維持兩個無極性電容的電壓平衡，如此，利用控制器根據(jù)交流電壓信息、直流電壓信息和電機(jī)轉(zhuǎn)速信息的變化輸出PWM控制信號對非導(dǎo)通相電路的控制以對無極性電容進(jìn)行充電，省略了需要增加額外電路模塊來對無極性電容進(jìn)行充電，以維持兩個直流母線電壓的穩(wěn)定，保持開關(guān)磁阻電機(jī)工作穩(wěn)定。本專利技術(shù)實施例的另一目的在于提供一種基于上述開關(guān)磁阻電機(jī)的控制系統(tǒng)的開關(guān)磁阻電機(jī)控制方法，包括以下步驟檢測所述交流電源的交流電壓信息、檢測所述兩個無極性電容的直流電壓信息以及、檢測所述開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)速；判斷所述轉(zhuǎn)速是否小于等于預(yù)設(shè)值，若是，根據(jù)所述交流電壓信息調(diào)制用于控制所述導(dǎo)通相電路的PWM控制信號的占空比以驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)動，根據(jù)所述直流電壓信息調(diào)制用于控制所述非導(dǎo)通相電路的所述PWM控制信號以維持所述兩個無極性電容電壓平衡；若否，所述導(dǎo)通相電路利用單脈沖PWM控制信號控制以驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)動，所述非導(dǎo)通相電路不工作。在優(yōu)選的實施例中，所述根據(jù)所述交流電壓信息調(diào)制用于控制所述導(dǎo)通相電路的PWM控制信號的占空比以驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)動，根據(jù)所述直流電壓信息調(diào)制用于控制所述非導(dǎo)通相電路的所述PWM控制信號以維持所述兩個無極性電容電壓平衡的步驟具體為判斷所述交流電壓是否在正半周，若是，則根據(jù)所述交流電壓信息調(diào)制用于控制所述導(dǎo)通相電路的所述PWM控制信號的占空比以驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)動，根據(jù)所述直流電壓信息調(diào)制用于控制所述非導(dǎo)通相電路的所述PWM控制信號以維持所述兩個無極性電容電壓平衡；若否，則固定用于控制所述導(dǎo)通相電路的所述PWM控制信號的占空比以驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)動，根據(jù)所述直流電壓信息調(diào)制于控制所述非導(dǎo)通相本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種開關(guān)磁阻電機(jī)的變換器，所述開關(guān)磁阻電機(jī)包括多相繞組，其特征在于，所述開關(guān)磁阻電機(jī)的變換器包括整流單元、兩個無極性電容、多組第一繞組功率電路、多組第二繞組功率電路，其中，所述整流單元的輸入端與交流電源的一個輸出端連接、正極輸出端與第一直流母線連接、負(fù)極輸出端與第二直流母線連接；所述兩個無極性電容串聯(lián)連接在所述第一直流母線和第二直流母線之間，所述兩個無極性電容串聯(lián)連接的節(jié)點(diǎn)與所述交流電源的另一個輸出端連接；所述第一繞組功率電路和所述第二繞組功率電路的交流輸入端與所述交流電源的另一個輸出端連接、正極輸入端與所述第一直流母線連接、負(fù)極輸入端與所述第二直流母線連接，所述第一繞組功率電路和所述第二繞組功率電路中驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)動的為導(dǎo)通相功率電路、維持所述兩個無極性電容電壓平衡的為非導(dǎo)通相功率電路；利用PWM控制信號控制所述導(dǎo)通相功率電路驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)動，且利用PWM控制信號控制所述非導(dǎo)通相功率電路維持所述兩個無極性電容電壓平衡。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張衛(wèi)豐，李廷吉，
申請(專利權(quán))人：捷和電機(jī)深圳有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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