[發明專利]一種用于開關磁阻電機的容錯功率變換器

無效

• 申請號: 200810156543.7
• 申請日: 2008-09-28
• 公開（公告）號: CN101478229A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 陳小元;鄧智泉;王曉琳;彭晶晶
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02P6/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及電機驅動領域的一種用于開關磁阻電機的容錯功率變換器。

背景技術

在一些特定場合，要求開關磁阻電機系統具有一定的容錯功能，即能在故障情況下繼續運行。開關磁阻電機系統是由電力電子裝置、電機和機械傳動裝置構成的機電一體化系統，其主要故障類型有電機故障、功率變換器故障、位置傳感器故障和負載故障等。在實際運行中功率變換器的故障率較高，是系統可靠性的薄弱環節，功率變換器故障主要有：功率開關管斷路故障；功率開關管擊穿短路故障兩種。而目前開關磁阻電機中的功率變換器并不具備容錯功能。

發明內容

本發明要解決的問題是提出一種具有容錯功能的用于開關磁阻電機的功率變換器。

一種用于開關磁阻電機的容錯功率變換器，其特征在于該功率變換器由并聯于第一、第二母線之間的三相結構相同的主開關管冗余不對稱半橋電路和一個電源、一個儲能電容組成，其中第一相主開關管冗余不對稱半橋電路包括第一功率開關管、第二功率開關管、第七功率開關管、第八功率開關管、第一直流固態繼電器、第二直流固態繼電器、第一續流二極管、第二續流二極管，第一功率開關管的漏極與第一母線之間串接第一固態繼電器，第一功率開關管的源極與第二功率開關管的漏極之間串接開關磁阻電機的第一相繞組A，第七功率開關管的漏極接第一母線，第七功率開關管的源極接第一功率開關管的源極；第二功率開關管的源極與第二母線之間串接第二固態繼電器，第二功率開關管的漏極接第八功率開關管的漏極，第八功率開關管的源極接第二母線；第一續流二極管的陽極接第二功率開關管的漏極，第一續流二極管的陰極接第一母線，第二續流二極管的陽極接第二母線，第二續流二極管的陰極接第一功率開關管的源極。

本發明功率變換器在功率開關管發生短路或斷路故障情況下仍能正常運行，很好保障了開關磁阻電機系統的穩定性和可靠性。

附圖說明

下面結合附圖對本發明具體實施方式進行詳細說明。

圖1：本發明實施例功率變換器電路原理圖；

圖2：現有不對稱半橋功率變換器第一功率開關管T1在開通區間斷路時繞組電流波形圖；

圖3：現有不對稱半橋功率變換器第一功率開關管T1發生短路時電流波形圖；

圖4：本發明實施例功率轉換器第一功率開關管T1在開通區間斷路時的系統切換過程的繞組電流波形圖；

圖5：本發明實施例功率轉換器第一功率開關管T1在開通區間斷路時的系統切換過程的轉矩波形圖；

圖6：本發明實施例功率轉換器第一功率開關管T1在開通區間短路時的系統切換過程的繞組電流波形圖；

圖7：本發明實施例功率轉換器第一功率開關管T1在開通區間短路時的系統切換過程的轉矩波形圖。

具體實施方式

以12/8結構三相開關磁阻電機為例，利用JMAG建立12/8結構開關磁阻電機的場路耦合的二維有限元模型，仿真系統在本實施例功率變換器開關管發生故障運行時的電流和轉矩特性。

如圖1所示，一種用于開關磁阻電機的容錯功率變換器，由并聯于第一母線、第二母線之間的三個結構相同的主開關管冗余不對稱半橋電路和一個電源Um、一個濾波電容Cm組成。

第一相主開關管冗余不對稱半橋電路包括第一功率開關管T1、第二功率開關管T2、第七功率開關管T7、第八功率開關管T8、第一直流固態繼電器K1、第二直流固態繼電器K2、第一續流二極管D1、第二續流二極管D2，第一功率開關管T1的漏極與第一母線之間串接第一固態繼電器K1，第一功率開關管T1的源極與第二功率開關管T2的漏極之間串接開關磁阻電機的第一相繞組A，第七功率開關管T7的漏極接第一母線，第七功率開關管T7的源極接第一功率開關管T1的源極；第二功率開關管T2的源極與第二母線之間串接第二固態繼電器K2，第二功率開關管T2的漏極接第八功率開關管T8的漏極，第八功率開關管T8的源極接第二母線；第一續流二極管D1的陽極接第二功率開關管T2的漏極，第一續流二極管D1的陰極接第一母線，第二續流二極管D2的陽極接第二母線，第二續流二極管D2的陰極接第一功率開關管T1的源極。