[發(fā)明專利]一種開關(guān)磁阻電機(jī)四電平功率電路

在審

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• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106712593A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡燕;王宇
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02P6/00
• 分類號: H02P6/00;H02P25/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電機(jī)的功率變換電路，具體涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)四電平功率電路。

背景技術(shù)

開關(guān)磁阻電機(jī)具有可靠性高、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、制造成本低等優(yōu)勢，其功率電路一直是各國專家研究的熱點(diǎn)，合適的功率電路可以降低開關(guān)磁阻電機(jī)的成本，提高開關(guān)磁阻電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性，拓寬開關(guān)磁阻電機(jī)的應(yīng)用場合。在最常用的不對稱半橋功率變換電路的基礎(chǔ)上文獻(xiàn)“基于四電平功率變換電路的開關(guān)磁阻電機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制”提出的四電平電路不能獨(dú)立的為電機(jī)各相提供不同的電平，各相公用的升壓電路會(huì)把不對稱半橋上橋臂的電位牽制在同一個(gè)電平，不能實(shí)現(xiàn)各相獨(dú)立。本發(fā)明旨在提出一種新型開關(guān)磁阻電機(jī)四電平驅(qū)動(dòng)電路，使開關(guān)磁阻電機(jī)各相電平在任意時(shí)刻均能獨(dú)立切換，解決電機(jī)在重疊運(yùn)行時(shí)，四電平功率電路不能有效工作的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題是改進(jìn)已有四電平功率電路中的不足，提出一種各相具有獨(dú)立性的新型開關(guān)磁阻電機(jī)四電平功率電路，通過控制功率拓?fù)渲虚_關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，使開關(guān)磁阻電機(jī)各相電平在任意時(shí)刻均能獨(dú)立切換，解決電機(jī)在重疊運(yùn)行時(shí)，四電平功率電路不能有效工作的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種開關(guān)磁阻電機(jī)四電平功率電路，包括一個(gè)直流電源、一個(gè)多相獨(dú)立升壓電路、一個(gè)不對稱半橋功率變換電路，所述的直流電源是將交流電整流成直流電的整流電源，并聯(lián)的電容C1起到穩(wěn)壓濾波的作用；所述的不對稱半橋功率變換電路是連接各相獨(dú)立升壓電路和電動(dòng)機(jī)繞組的功率開關(guān)部件；所述的多相獨(dú)立升壓電路包括電容C2、開關(guān)管VTA1、二極管VDA1、開關(guān)管VTB1、二極管VDB1、開關(guān)管VTC1、二極管VDC1。其中公共升壓電容C2的負(fù)極與電容C1的正極連在一起；各相的升壓電路部分連接相同，以A相為例，開關(guān)管VTA1將電容C2的正極和不對稱半橋的上橋臂開關(guān)管VTA2相連，二極管VDA1將電容C2的正極與不對稱半橋的上橋臂開關(guān)管VTA2相連，不對稱半橋的上橋臂續(xù)流二極管連接在升壓電容C2的正極。

所述的一種開關(guān)磁阻電機(jī)四電平功率電路通過控制升壓電路和不對稱半橋功率變換電路中的開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，使開關(guān)磁阻電機(jī)各相電平在任意時(shí)刻均能獨(dú)立切換。

所述的開關(guān)磁阻電機(jī)四電平功率電路中升壓電路和不對稱半橋功率變換器中的功率開關(guān)器件均采用全控型器件。

本發(fā)明電容C1兩側(cè)電壓等于直流側(cè)電源電壓，電機(jī)運(yùn)行時(shí)，依靠每相的回饋能量給C2充電，繞組在回饋時(shí)加載的負(fù)壓是電容C1和C2的疊加電壓(UC1+UC2)，電機(jī)各相可以快速退磁。在某相導(dǎo)通時(shí)，C1兩端電壓通過VDX1(X代表各相編號，如A、B、C，下同)加載繞組兩端，實(shí)現(xiàn)正常勵(lì)磁(+1)；若打開VTX1，則C1和C2的疊加電壓通過VTX1加在繞組兩端，實(shí)現(xiàn)快速勵(lì)磁(+2)。對比已有的開關(guān)磁阻電機(jī)四電平功率變換電路，本發(fā)明所述的開關(guān)磁阻電機(jī)四電平功率電路，可以通過控制各相的開關(guān)管來實(shí)現(xiàn)各相不同電平的獨(dú)立切換，互不干擾。解決了四電平功率電路不能在開關(guān)磁阻電機(jī)各相重疊運(yùn)行下使用的問題，是一種更加普遍適用的結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述開關(guān)磁阻電機(jī)四電平功率電路。

圖2是本發(fā)明所述功率電路的電容充電圖。

圖3是本發(fā)明所述功率電路的運(yùn)行模式圖，圖3(a)是同時(shí)為各相提供+1、+2、0電平；圖3(b)是同時(shí)為各相提供+1、+2、-2電平；圖3(c)是同時(shí)為各相提供+1、0、-2電平。

圖中：

VTA2、VTA3：電機(jī)A相繞組開關(guān)管；

VDA2、VDA3：電機(jī)A相繞組續(xù)流二極管；

VTB2、VTB3：電機(jī)B相繞組開關(guān)管；

VDB2、VDB3：電機(jī)B相繞組續(xù)流二極管；

VTC2、VTC3：電機(jī)C相繞組開關(guān)管；

VDC2、VDC3：電機(jī)C相繞組續(xù)流二極管；

VTA1、VTB1、VTC1：各相的+2導(dǎo)通開關(guān)管；

VDA1、VDB1、VDC1：各相的+1導(dǎo)通二極管。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種開關(guān)磁阻電機(jī)四電平功率電路，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步解釋。