[發明專利]一種組合式開關磁阻電機動力系統

在審

• 申請號: 201410416606.3
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104242562A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 毛珂;陳乃邦
• 申請（專利權）人: 四川綠標能源科技有限公司
• 主分類號: H02K11/00
• 分類號: H02K11/00;H02K1/06;H02K3/04
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及一種動力系統，特別是一種組合式開關磁阻電機動力系統。

背景技術

關磁阻電動機（Switched?Reluctance?Drive?：SRD）是繼變頻調速系統、無刷直流電動機調速系統之后發展起來的最新一代無級調速系統，是集現代微電子技術、數字技術、電力電子技術、紅外光電技術及現代電磁理論、設計和制作技術為一體的光、機、電一體化高新技術。它具有調速系統兼具直流、交流兩類調速系統的優點。?英、美等經濟發達國家對開關磁阻電動機調速系統的研究起步較早，并已取得顯著效果，產品功率等級從數w直到數百kw，廣泛應用于家用電器、航空、航天、電子、機械及電動車輛等領域。開關磁阻電機是一種新型調速電機，調速系統兼具直流、交流兩類調速系統的優點，是繼變頻調速系統、無刷直流電動機調速系統的最新一代無極調速系統。它的結構簡單堅固，調速范圍寬，調速性能優異，現如今，開關磁阻電機的應用和發展取得了明顯的進步，已成功地應用于電動車驅動、通用工業、家用電器和紡織機械等各個領域，功率范圍從10W到5MW，最大速度高達100,000?r/min。

開關磁組電動機調速系統之所以能在現代調速系統中異軍突起，主要是因為它卓越的系統性能，主要表現在：電動機結構簡單、成本低、可用于高速運轉，功率電路簡單可靠，系統可靠性高，起動轉矩大，起動電流低，適用于頻繁起停及正反向轉換運行，可控參數多，調速性能好，效率高，損耗小。但其仍存在以下的缺點：1.有轉矩脈動，從工作原理可知，開關磁阻電動機轉子上產生的轉矩是由一系列脈沖轉矩疊加而成的，由于雙凸極結構和磁路飽和非線性的影響，合成轉矩不是一個恒定轉矩，而有一定的諧波分量，這影響了SR電動機低速運行性能；2.SR電動機傳動系統的噪聲與震動比一般電動機大；3.一般需要位置傳感器，控制器結構較為復雜。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種能保留開關磁阻電機結構簡單、堅固、適合高速運轉的優勢，能降低系統復雜程度和成本，能夠進行大規模生產、能夠平衡開關磁阻電機工作時產生的轉矩脈動，能夠將電機的旋轉角度和每個工作相位均勻分布在圓周上的組合式開關磁阻電機動力系統。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種組合式開關磁阻電機動力系統，它包括電機控制器單元、電源、一個或多個功率變換器、轉子位置傳感器和組合式電機本體，功率變換器、轉子位置傳感器和電源通訊線路分別與電機控制器單元連接，電源通訊線路會將電源的時實情況通過通訊線路告知電機控制單元。電機控制單元再依據此根據控制策略對功率變換器實施控制。功率變換器還與電源連接，功率變換器與對應的電機本體繞組相連，組合式電機本體包括2個或以上的電機單元，每個電機單元都包括定子、轉子以及定子的至少一相上纏繞的1個或多個獨立繞組。

所述的2個或以上的電機單元的轉子之間錯開一定角度安裝在主軸上，定子采用相同方向安裝，或2個或以上的電機單元的定子之間錯開一定角度安裝，轉子采用相同方向安裝。

所述的2個或以上的電機單元共用一個轉子輸出軸，共用一個轉子位置傳感器。

所述的2個或以上的電機單元的每一相上的1個或多個繞組共用一個功率變換器或分別采用獨立的功率變換器。

所述的2個或以上的電機單元的每一相上的1個或多個繞組共用一個電源或分別采用獨立的電源。

所述的組合電機本體使用一對端蓋。

它包括一個總控制器，電機控制器單元接收和執行總控制器單元的控制信號，同時將電機控制單元采集的實時運行數據上傳總控制器，并執行基本的控制策略。?

本發明的有益效果是：

1.本發明能保留開關磁阻電機結構簡單、堅固、適合高速運轉的優勢，能降低系統復雜程度和成本，能夠進行大規模生產、能夠平衡開關磁阻電機工作時產生的轉矩脈動，能夠將電機的旋轉角度和每個工作相位均勻分布在圓周上的組合式開關磁阻電機動力系統。??????2.可以采用多個電源和功率變換器通過同一個電機本體輸出。同時每個電源和功率變換器都具有獨立工作能力，系統容錯能力強。?????3.由于采用機械并聯的方法代替傳統的電氣并聯。在較大的電機輸出要求的時候可以避免大量功率器件因為并聯產生的電流不均勻分布的問題。用小容量的功率器件驅動多個電機單元機械并聯的可靠性要大大高于傳統采用大量功率器件并聯后驅動一個較大電機本體的可靠性，系統的成本也大大下降。?????4.通過電機單元的并聯設計可以運用一套完全相同的元件清單組裝出不同功率的電機。?

附圖說明

圖1為每繞組使用獨立電源和功率變換器的動力系統連接框圖；