[發(fā)明專利]一種高速九相永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910776977.5
• 申請(qǐng)日: 2019-08-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110620542A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉琳;李儲(chǔ)君;顧聰;張忠明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P25/22
• 分類號(hào): H02P25/22;H02P27/00;H02P27/06
• 代理公司: 32200 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 曹蕓

本發(fā)明公開(kāi)了一種高速九相永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),屬于低壓大功率高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括直流電源，三相逆變器，20度移相變壓器，九相永磁電機(jī)。三相逆變器將直流電源提供的直流電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)器件調(diào)制成空間相差120度電角度的三相交流電，再經(jīng)過(guò)20度移相變壓器得到對(duì)應(yīng)的三組之間分別相差20度電角度的三相交流電驅(qū)動(dòng)裂相式九相永磁電機(jī)。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，穩(wěn)定性高，既利用了多相電機(jī)高效率，低振動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，又保留了傳統(tǒng)的三相逆變器和三相永磁電機(jī)控制策略，有利于工業(yè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的升級(jí)與維護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高速九相永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),屬于低壓大功率高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前隨著電力電子技術(shù)和新型電工材料冶煉技術(shù)的不斷發(fā)展，大功率電機(jī)在煤礦、化工、軌道交通等場(chǎng)合得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是我國(guó)一般民用場(chǎng)合和大部分工廠電網(wǎng)配置都是民用電網(wǎng)，只有單相220V或三相380V交流供電。而低壓高速大功率電機(jī)滿載時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生很大的繞組電流，這對(duì)大功率高速電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。由于大功率高速永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子表面安裝有永磁體，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)齒槽結(jié)構(gòu)引起的氣隙磁密變化而產(chǎn)生的齒諧波、電機(jī)繞組分布磁動(dòng)勢(shì)形成的空間諧波、非正弦電流產(chǎn)生的時(shí)間諧波均會(huì)在電機(jī)轉(zhuǎn)子造成渦流損耗，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越高，渦流損耗越大，同時(shí)轉(zhuǎn)子散熱困難，渦流損耗導(dǎo)致轉(zhuǎn)子溫升加劇，溫升到達(dá)一定階段，永磁體發(fā)生不可逆退磁，因此，采取必要措施降低定子時(shí)空諧波也是大功率永磁電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的重要參考因素。此外，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速高，逆變器驅(qū)動(dòng)控制周期和開(kāi)關(guān)動(dòng)作速度有限，無(wú)法較好的調(diào)制產(chǎn)生電機(jī)所需的相電壓基波，帶來(lái)較大的開(kāi)關(guān)損耗和電流諧波，進(jìn)一步惡化了電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種高速九相永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),在已有的三相全橋大功率永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的基礎(chǔ)上，保留了傳統(tǒng)的三相逆變器的前提下，通過(guò)在變頻器和九相電機(jī)直接串接20度移相變壓器實(shí)現(xiàn)了三相電壓到對(duì)應(yīng)的九相電壓之間的變換。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)既可適用于九相異步電機(jī)，也可驅(qū)動(dòng)九相永磁同步電機(jī)。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

一種高速九相永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),包括順序連接的直流電源，三相逆變器，移相變壓器和九相永磁電機(jī)。

所述移相變壓器為20度九相移相變壓器。

所述九相永磁電機(jī)為裂相式九相永磁電機(jī)。

所述九相永磁電機(jī)采用定子繞組裂相式結(jié)構(gòu)。

所述三組定子繞組在空間形成相差20度電角度的Y型三相鏈接，所述九相永磁電機(jī)具有三個(gè)獨(dú)立的中性點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果如下：

此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可減少多相電機(jī)控制所需的IGBT（絕緣柵雙極性晶體管）等開(kāi)關(guān)器件和電壓電流傳感器數(shù)量，只采用單臺(tái)三相逆變器無(wú)需多機(jī)并行工作，提高了系統(tǒng)可靠性和可維護(hù)性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所提出的新型高速九相永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2是九相電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)20度移相變壓器繞組結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1所示，本發(fā)明所提出的新型九相永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由直流電源，三相逆變器，20度移相變壓器，九相永磁電機(jī)組成。三相逆變器將直流電源提供的直流電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)器件調(diào)制成空間相差120度電角度的三相交流電，再經(jīng)過(guò)20度移相變壓器得到對(duì)應(yīng)的三組之間分別相差20度電角度的三相交流電驅(qū)動(dòng)裂相式九相永磁電機(jī)。