[發明專利]一種永磁磁阻型雙轉子電機的外電機功率變換電路

在審

• 申請號: 201710318676.9
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107196574A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 杜錦華;薛運田;劉全威;楊可之
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02P25/092
• 分類號: H02P25/092
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 齊書田

技術領域

本發明涉及永磁磁阻型雙轉子電機領域，具體涉及一種永磁磁阻型雙轉子電機的外電機功率變換電路。

背景技術

雙轉子電機是一種新型結構的電機，通過增加轉子數目，實現了雙機械和雙電氣端口，用一個電機替代原來復雜的電氣傳動系統，大大簡化了傳動鏈的體積和質量，在混合動力汽車和風力發電中有著良好的應用前景。專利號為“CN104377921A”的專利公開了一種永磁磁阻型雙轉子電機的結構，是本發明的研究基礎。永磁磁阻型雙轉子電機作為雙轉子電機的一種，內電機形式上為永磁電機，延續了永磁電機的高功率密度的優點；外電機形式上為磁阻電機，繼承了磁阻電機的結構簡單、調速范圍廣的優點。內外電機的結合構成了永磁磁阻型雙轉子電機，有效地結合了內外電機的優點，且保證了緊湊的結構，具有較大的開發應用潛力。

永磁磁阻型雙轉子電機的外電機結構形式上為磁阻電機，外電機轉子上安裝有切向充磁的永磁體，定子繞組的不同的通電方式產生不同的磁場，但是該磁場必須配合外轉子上永磁體的充磁方向和定子繞組的繞線方式才能使外電機可靠運行，所以定子繞組的通電方式與普通磁阻電機的通電方式有所不同，要求不同時刻每相繞組要能進行雙極性通電。

對于普通磁阻電機使用的不對稱半橋功率變換電路，僅適用于磁阻電機單極性通電的方式運行，不適用于永磁磁阻型雙轉子電機的外電機各相繞組需要雙極性通電的運行方式；對于磁阻電機常用的H橋驅動電路，使用的開關器件較多且器件利用率低，增大了制造成本；對于常用的三相全橋可控電路，在應用在永磁磁阻型雙轉子電機的外電機的驅動時，每個橋臂有出現直通而導致短路的可能，不能保證外電機的穩定可靠運行。

發明內容

本發明的目的在于提供一種永磁磁阻型雙轉子電機的外電機功率變換電路，以克服現有技術存在的缺陷，本發明既能夠實現永磁磁阻型雙轉子電機的外電機的高效運行，提高永磁磁阻雙轉子電機的控制性能，又能減少驅動電路所使用的開關器件，降低運行成本，提高開關器件利用率。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種永磁磁阻型雙轉子電機的外電機功率變換電路，包括電源、A相繞組、B相繞組、C相繞組、第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂以及第四橋臂，所述的第一橋臂、第二橋臂、第三橋臂以及第四橋臂并聯后連接在電源的兩端，A相繞組連接在第一橋臂和第二橋臂之間，B相繞組連接在第二橋臂和第三橋臂之間，C相繞組連接在第三橋臂和第四橋臂之間。

進一步地，第一橋臂包括第一開關管，第二開關管，第一功率二極管，第二功率二極管，第一開關管與第二開關管串聯，第一開關管反向并聯第一功率二極管，第二開關管反向并聯第二功率二極管；第二橋臂包括第三開關管，第四開關管，第三功率二極管，第四功率二極管，第三開關管與第四開關管串聯，第三開關管反向并聯第三功率二極管，第四開關管反向并聯第四功率二極管；第一開關管的發射極和第四開關管集電極之間串入A相繞組。

進一步地，第三橋臂包括第五開關管，第六開關管，第五功率二極管，第六功率二極管，第五開關管與第六開關管串聯，第五開關管反向并聯第五功率二極管，第六開關管反向并聯第六功率二極管；第三開關管的發射極和第六開關管的集電極之間串入B相繞組。

進一步地，第四橋臂包括第七開關管，第八開關管，第七功率二極管，第八功率二極管，第七開關管與第八開關管串聯，第七開關管反向并聯第七功率二極管，第八開關管反向并聯第八功率二極管；第五開關管的發射極和第八開關管的集電極之間串入C相繞組。

進一步地，第一開關管、第三開關管、第五開關管和第七開關管的集電極相并聯且連接到電源的正輸出端，第二開關管、第四開關管、第六開關管和第八開關管相發射極并聯且連接到電源的負輸出端。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明針對應用前景廣闊的永磁磁阻型雙轉子電機的外電機進行了功率變換電路的設計，考慮永磁磁阻型雙轉子電機進行雙極性通電的需求，通過控制各個開關管輪流間歇導通，避免了永磁磁阻型雙轉子電機外電機運行過程中同一橋臂發生短路的可能性，應用盡量少的開關器件滿足控制要求，降低開關器件的開關頻率，提高開關器件利用率，外電機相與相之間相互獨立，通過控制不同橋臂上開關管的開通和關斷實現繞組不同極性通電，保證永磁磁阻型雙轉子電機的外電機的正常運行，簡化永磁磁阻型雙轉子電機的控制，提高了永磁磁阻型雙轉子電機的控制性能。

附圖說明