[實用新型]一種基于IPM的開關磁阻電機功率變換器

有效

• 申請號: 201220285813.6
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN202634346U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 劉瑾;江曼;陳衛東;劉元度;劉林
• 申請（專利權）人: 中國航空工業第六一八研究所
• 主分類號: H02P6/00
• 分類號: H02P6/00;H02M1/088
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本發明一種基于IPM的開關磁阻電機功率變換器涉及電機控制系統領域，特別是開關磁阻電機的數字控制系統領域。

背景技術

隨著多電飛機和全電飛機技術的迅速發展，對飛機電氣系統提出了新的、更高的要求。預計2015年前后，單臺發動機提供的電力將達到500kW。傳統的發動機用引氣方式為發電機提供機械能，這種方式會嚴重影響發動機的效率和穩定性。在多電飛機中，綜合發動機系統和起動/發電系統的功能和結構，出現了多電發動機，多電發動機除提供飛機飛行所需的推力外，還為飛機的用電系統提供電力。因此，大功率起動/發電技術是實現多電發動機的一項關鍵技術。開關磁阻電機結構簡單、容錯性好、適合高轉速運行、適應惡劣工作環境，并且可以方便地實現起動和發電雙功能，這些特點決定了開關磁阻起動/發電機系統在多電發動機中的適用性，因此，它在270V航空高壓直流起動/發電機系統中占有重要地位。

傳統開關磁阻電機功率變換器設計時廣泛采用IGBT單管和續流二極管相結合的方式，需要針對每個IGBT管單獨設計驅動和保護電路，由于一般開關磁阻電機相數較多，這無疑會加大驅動和保護電路部分的復雜性，降低了電路的可靠性。當各IGBT管驅動電路布線不當時，它們之間的相互干擾會影響電路的性能，嚴重時將使得電機無法正常工作。此外，大功率開關磁阻電機功率變換器設計時常面臨IGBT管和續流二極管規格難以匹配選擇的難題。

發明內容

本發明的目的是：提出一種能提高功率變換器可靠性，同時能降低電路復雜性，解決大功率時IGBT管和續流二極管匹配選擇難題的8/6極四相不對稱半橋式開關磁阻電機功率變換器設計方案。

本發明采取的技術方案為，一種基于IPM的開關磁阻電機功率變換器，其由智能功率模塊一1，智能功率模塊二2，智能功率模塊三3，驅動電路板一4，驅動電路板二5，驅動電路板三6，0.01Ω/400W功率電阻7，A相繞組8，B相繞組9，C相繞組10，D相繞組11，銅條一12，銅條二13組成，將智能功率模塊一1，智能功率模塊二2，智能功率模塊三3按插針位置同側依次水平間隔1~2cm對齊擺放，將驅動電路板一4通過其接插件與智能功率模塊一1的插針端相連，將驅動電路板二5通過其接插件與智能功率模塊二2的插針端相連，將驅動電路板三6通過其接插件與智能功率模塊三3的插針端相連，用銅條一12、銅條二13將智能功率模塊一1，智能功率模塊二2，智能功率模塊三3的電源正端和電源負端分別相連，將0.01Ω/400W功率電阻7兩端通過導線分別連接于智能功率模塊三3的電源正端和接線端子九W3，將智能功率模塊一1的接線端子一U1、接線端子二V1和A相繞組8兩端相連，將智能功率模塊一1的接線端子三W1、智能功率模塊二2的接線端子四U2和B相繞組9兩端相連，將智能功率模塊二2的接線端子五V2、接線端子六W2和C相繞組10兩端相連，將智能功率模塊三3的接線端子七U3、接線端子八V3和D相繞組11兩端相連。

本發明具有的優點和有益效果：本發明是一種基于IPM的開關磁阻電機功率變換器的設計。IPM內含柵極驅動、短路保護、過流保護、過熱保護和欠壓鎖定等功能，它在開關磁阻電機控制系統中使用后，降低了開關磁阻電機驅動電路設計的難度，同時大大提高了系統的可靠性；此外，應用IPM也解決了大功率開關磁阻電機控制系統設計時IGBT管和續流二極管難以匹配選擇的難題。

附圖說明

圖1是8/6極四相不對稱半橋式開關磁阻電機功率變換器拓撲圖，Us：勵磁電壓，8：A相繞組，9：B相繞組，10：C相繞組，11：D相繞組；

圖2是基于六單元IPM的8/6極四相不對稱半橋式開關磁阻電機功率變換器設計圖，1：智能功率模塊一，2：智能功率模塊二，3：智能功率模塊三，4：驅動電路板一，5：驅動電路板二，6：驅動電路板三，7：功率電阻，8：A相繞組，9：B相繞組，10：C相繞組，11：D相繞組，12：銅條一，13：銅條二；

圖3是基于六單元IPM的8/6極四相不對稱半橋式開關磁阻電機功率變換器設計流程圖；

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明做詳細說明，設計基于IPM的8/6極四相不對稱半橋式開關磁阻電機功率變換器。