[實用新型]開關(guān)磁阻電機的變換器及控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220609436.7
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN203057006U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張衛(wèi)豐;李廷吉
• 申請（專利權(quán)）人: 捷和電機（深圳）有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02P6/08
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于電機設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)磁阻電機的變換器及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

開關(guān)磁阻電機（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，廣泛應(yīng)用在交通運輸、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。

實用新型內(nèi)容

本實用新型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。

本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種開關(guān)磁阻電機的變換器，所述開關(guān)磁阻電機包括多相繞組，所述開關(guān)磁阻電機的變換器包括：

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、負極輸出端與第二直流母線連接的整流單元；

串聯(lián)連接在所述第一直流母線和第二直流母線之間，且串聯(lián)連接的節(jié)點與所述交流電源的另一個輸出端連接的兩個無極性電容；

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、負極輸入端與所述第二直流母線連接，且其中一個作為導(dǎo)通相功率電路利用PWM控制信號控制以驅(qū)動所述開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)動，另一個作為非導(dǎo)通相功率電路利用PWM控制信號控制以維持所述兩個無極性電容電壓平衡的第一繞組功率電路和第二繞組功率電路，其中，所述第一繞組功率電路和第二繞組功率電路均有多組。

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行充電，省略了需要增加額外電路模塊來對無極性電容進行充電，以維持兩個直流母線電壓的穩(wěn)定，保持開關(guān)磁阻電機工作穩(wěn)定。

本實用新型實施例的另一目的在于提供一種開關(guān)磁阻電機的控制系統(tǒng)，所述開關(guān)磁阻電機包括多相繞組，所述開關(guān)磁阻電機的控制系統(tǒng)包括上述的開關(guān)磁阻電機的變換器，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)磁阻電機的轉(zhuǎn)速信息的轉(zhuǎn)速檢測單元；