[發明專利]一種開關磁阻電機雙PWM功率變換器

在審

• 申請號: 201710249269.7
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN106877689A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 王鵬飛;張郭晶;黃厚明;陳曉貴;江渭濤;蔣政;趙宏飛;張飛宇;王懷兵
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司檢修分公司;國網江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M7/219;H02M7/5387
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種功率變換器，具體涉及一種開關磁阻電機雙PWM功率變換器。

背景技術

開關磁阻電機調速系統具有高效率、高性能的優點，目前開關磁阻電機功率變換器的前端整流都是采用二極管不可控整流實現的，不僅系統功率因數較低，而且輸入電流的諧波較大，直流母線電壓也不夠。此外，由于二極管的單向導通性，故傳統功率變換器無法實現能量雙向流動，在電機處于制動運行狀態時，還需要配置一個體積龐大的制動電阻來消耗電機發出的電能，導致開關磁阻電機整體系統效率偏低、能耗嚴重，因此傳統功率變換器限制了開關磁阻電機高性能優勢的發揮。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種開關磁阻電機雙PWM功率變換器。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種開關磁阻電機雙PWM功率變換器，包括IGBT整流器、整流器控制單元、逆變器和逆變器控制單元；

所述IGBT整流器的輸入端外接交流電，所述IGBT整流器的輸出端與逆變器的輸入端連接，所述逆變器的輸出端外接開關磁阻電機繞組，所述整流器控制單元采用電壓定向矢量控制策略，向IGBT整流器輸出控制脈沖，所述逆變器控制單元采用電流斬波控制策略，向逆變器輸出控制脈沖。

IGBT整流器包括IGBT三相整流橋、第一濾波電容、第二濾波電容、第一分壓電阻和第二分壓電阻，IGBT三相整流橋的輸入端通過電感連接交流電，IGBT三相整流橋的所有IGBT門極均連接整流器控制單元，IGBT三相整流橋的正輸出端與第一濾波電容的第一端連接，第一濾波電容的第二端與第二濾波電容的第一端連接，第二濾波電容的第二端與IGBT三相整流橋的負輸出端連接，第一濾波電容的第一端和第二濾波電容的第二端分別作為IGBT整流器的正、負輸出端，第一分壓電阻和第二分壓電阻分別與第一濾波電容和第二濾波電容并接。

IGBT三相整流橋的輸出端與第一濾波電容第一端之間還連接有限流電阻，所述限流電阻的兩端并接有開關。

IGBT三相整流橋的所有IGBT均反向并接有二極管。

逆變器為不對稱半橋式逆變器。

逆變器包括第七IGBT、第八IGBT、第九IGBT、第十IGBT、第十一IGBT、第十二IGBT、第一續流二極管、第二續流二極管、第三續流二極管、第四續流二極管、第五續流二極管和第六續流二極管；

第七IGBT、第九IGBT以及第十一IGBT的集電極連接在一起，并作為逆變器的正輸入端，第八IGBT、第十IGBT以及第十二IGBT的發射極連接在一起，并作為逆變器的負輸入端,第七IGBT、第八IGBT、第九IGBT、第十IGBT、第十一IGBT和第十二IGBT的門極均與逆變器控制單元連接，第七IGBT的發射極和第八IGBT的集電極分別連接開關磁阻電機第一繞組的兩端，第九IGBT的發射極和第十IGBT的集電極分別連接開關磁阻電機第二繞組的兩端，第十一IGBT的發射極和第十二IGBT的集電極分別連接開關磁阻電機第三繞組的兩端，第一續流二極管的正極與第八IGBT的集電極連接，第一續流二極管的負極與第七IGBT的集電極連接，第二續流二極管的正極與第八IGBT的發射極連接，第二續流二極管的負極與第七IGBT的發射極連接，第三續流二極管的正極與第十IGBT的集電極連接，第三續流二極管的負極與第九IGBT的集電極連接，第四續流二極管的正極與第十IGBT的發射極連接，第四續流二極管的負極與第九IGBT的發射極連接，第五續流二極管的正極與第十二IGBT的集電極連接，第五續流二極管的負極與第十一IGBT的集電極連接，第六續流二極管的正極與第十二IGBT的發射極連接，第六續流二極管的負極與第十一IGBT的發射極連接。

整流器控制單元和逆變器控制單元為同一模塊，該模塊為內嵌有電壓定向矢量控制策略和電流斬波控制策略的中央處理器。

所述中央處理器采用FPGA+DSP架構。

本發明所達到的有益效果：本發明在整流側采用電壓定向矢量控制策略，逆變側采用電流斬波控制策略，整流和逆變構成雙PWM的開關磁阻電機功率變換器，實現了功率雙向流動，而且對電網不產生諧波污染，因而是一種真正意義上的綠色環保高效電力電子裝置。

附圖說明

圖1為本發明的主電路結構拓撲示意圖；

圖2為本發明的控制策略原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。