一种开关磁阻电机双PWM功率变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种开关磁阻电机双PWM功率变换器，包括IGBT整流器、整流器控制单元、逆变器和逆变器控制单元；IGBT整流器的输入端外接交流电，IGBT整流器的输出端与逆变器的输入端连接，逆变器的输出端外接开关磁阻电机绕组，整流器控制单元采用电压定向矢量控制策略，向IGBT整流器输出控制脉冲，所述逆变器控制单元采用电流斩波控制策略，向逆变器输出控制脉冲。本发明专利技术在整流侧采用电压定向矢量控制策略，逆变侧采用电流斩波控制策略，整流和逆变构成双PWM的开关磁阻电机功率变换器，实现了功率双向流动，而且对电网不产生谐波污染，因而是一种真正意义上的绿色环保高效电力电子装置。

Double PWM power converter for switched reluctance motor

The invention discloses a switched reluctance motor with double PWM power converter, including IGBT rectifier, rectifier control unit, inverter and inverter; IGBT input rectifier external alternating current, the output of IGBT rectifier and the inverter is connected with the input end of the output end of the inverter, the external switch reluctance motor windings, rectifier control the unit adopts voltage oriented vector control strategy, IGBT rectifier output pulse control, the inverter control unit adopts current chopping control strategy to control the inverter output pulse. The invention adopts the voltage oriented vector control strategy in the rectifier and inverter uses the current chopping control strategy of rectifier and inverter of switched reluctance motor power converter PWM, realizes the bidirectional power flow, and no harmonic pollution to the power grid, which is a green and efficient power electronic devices in a real sense.

【技术实现步骤摘要】
一种开关磁阻电机双PWM功率变换器
本专利技术涉及一种功率变换器，具体涉及一种开关磁阻电机双PWM功率变换器。
技术介绍
开关磁阻电机调速系统具有高效率、高性能的优点，目前开关磁阻电机功率变换器的前端整流都是采用二极管不可控整流实现的，不仅系统功率因数较低，而且输入电流的谐波较大，直流母线电压也不够。此外，由于二极管的单向导通性，故传统功率变换器无法实现能量双向流动，在电机处于制动运行状态时，还需要配置一个体积庞大的制动电阻来消耗电机发出的电能，导致开关磁阻电机整体系统效率偏低、能耗严重，因此传统功率变换器限制了开关磁阻电机高性能优势的发挥。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种开关磁阻电机双PWM功率变换器。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种开关磁阻电机双PWM功率变换器，包括IGBT整流器、整流器控制单元、逆变器和逆变器控制单元；所述IGBT整流器的输入端外接交流电，所述IGBT整流器的输出端与逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端外接开关磁阻电机绕组，所述整流器控制单元采用电压定向矢量控制策略，向IGBT整流器输出控制脉冲，所述逆变器控制单元采用电流斩波控制策略，向逆变器输出控制脉冲。IGBT整流器包括IGBT三相整流桥、第一滤波电容、第二滤波电容、第一分压电阻和第二分压电阻，IGBT三相整流桥的输入端通过电感连接交流电，IGBT三相整流桥的所有IGBT门极均连接整流器控制单元，IGBT三相整流桥的正输出端与第一滤波电容的第一端连接，第一滤波电容的第二端与第二滤波电容的第一端连接，第二滤波电容的第二端与IGBT三相整流桥的负输出端连接，第一滤波电容的第一端和第二滤波电容的第二端分别作为IGBT整流器的正、负输出端，第一分压电阻和第二分压电阻分别与第一滤波电容和第二滤波电容并接。IGBT三相整流桥的输出端与第一滤波电容第一端之间还连接有限流电阻，所述限流电阻的两端并接有开关。IGBT三相整流桥的所有IGBT均反向并接有二极管。逆变器为不对称半桥式逆变器。逆变器包括第七IGBT、第八IGBT、第九IGBT、第十IGBT、第十一IGBT、第十二IGBT、第一续流二极管、第二续流二极管、第三续流二极管、第四续流二极管、第五续流二极管和第六续流二极管；第七IGBT、第九IGBT以及第十一IGBT的集电极连接在一起，并作为逆变器的正输入端，第八IGBT、第十IGBT以及第十二IGBT的发射极连接在一起，并作为逆变器的负输入端,第七IGBT、第八IGBT、第九IGBT、第十IGBT、第十一IGBT和第十二IGBT的门极均与逆变器控制单元连接，第七IGBT的发射极和第八IGBT的集电极分别连接开关磁阻电机第一绕组的两端，第九IGBT的发射极和第十IGBT的集电极分别连接开关磁阻电机第二绕组的两端，第十一IGBT的发射极和第十二IGBT的集电极分别连接开关磁阻电机第三绕组的两端，第一续流二极管的正极与第八IGBT的集电极连接，第一续流二极管的负极与第七IGBT的集电极连接，第二续流二极管的正极与第八IGBT的发射极连接，第二续流二极管的负极与第七IGBT的发射极连接，第三续流二极管的正极与第十IGBT的集电极连接，第三续流二极管的负极与第九IGBT的集电极连接，第四续流二极管的正极与第十IGBT的发射极连接，第四续流二极管的负极与第九IGBT的发射极连接，第五续流二极管的正极与第十二IGBT的集电极连接，第五续流二极管的负极与第十一IGBT的集电极连接，第六续流二极管的正极与第十二IGBT的发射极连接，第六续流二极管的负极与第十一IGBT的发射极连接。整流器控制单元和逆变器控制单元为同一模块，该模块为内嵌有电压定向矢量控制策略和电流斩波控制策略的中央处理器。所述中央处理器采用FPGA+DSP架构。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术在整流侧采用电压定向矢量控制策略，逆变侧采用电流斩波控制策略，整流和逆变构成双PWM的开关磁阻电机功率变换器，实现了功率双向流动，而且对电网不产生谐波污染，因而是一种真正意义上的绿色环保高效电力电子装置。附图说明图1为本专利技术的主电路结构拓扑示意图；图2为本专利技术的控制策略原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，一种开关磁阻电机双PWM功率变换器，包括IGBT整流器、整流器控制单元、逆变器和逆变器控制单元。IGBT整流器的输入端外接交流电，IGBT整流器的输出端与逆变器的输入端连接，逆变器的输出端外接开关磁阻电机绕组，整流器控制单元采用电压定向矢量控制策略，向IGBT整流器输出控制脉冲，逆变器控制单元采用电流斩波控制策略，向逆变器输出控制脉冲。上述IGBT整流器包括IGBT三相整流桥、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，IGBT三相整流桥的输入端通过电感连接交流电，即交流电的三相U、V、W分别通过电感L1、L2、L3连接三相整流桥的中性点a、b、c，IGBT三相整流桥的所有IGBT门极均连接整流器控制单元，IGBT三相整流桥的正输出端通过限流电阻RC与第一滤波电容C1的第一端连接，限流电阻RC的两端并接有开关S，第一滤波电容C1的第二端与第二滤波电容C2的第一端连接，第二滤波电容C2的第二端与IGBT三相整流桥的负输出端连接，第一滤波电容C1的第一端和第二滤波电容C2的第二端分别作为IGBT整流器的正、负输出端，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2分别与第一滤波电容C1和第二滤波电容C2并接。IGBT三相整流桥的具体结构为：包括第一IGBTSa、第二IGBTSa'、第三IGBTSb、第四IGBTSb'、第五IGBTSc和第六IGBTSc'，所有IGBT均反向并接有二极管，第一IGBTSa、第三IGBTSb和第五IGBTSc的集电极连接在一起，并作为IGBT三相整流桥的正输出端，第二IGBTSa'、第四IGBTSb'和第六IGBTSc'的发射极连接在一起，并作为IGBT三相整流桥的负输出端，第一IGBTSa的发射极与第二IGBTSa'的集电极连接，并且该连接点即为中性点a，第三IGBTSb、的发射极与第四IGBTSb'的集电极连接，并且该连接点即为中性点b，第五IGBTSc的发射极与第六IGBTSc'的集电极连接，并且该连接点即为中性点c。上述逆变器为不对称半桥式逆变器，具体包括第七IGBTS1、第八IGBTS1'、第九IGBTS2、第十IGBTS2'、第十一IGBTS3、第十二IGBTS3'、第一续流二极管D1、第二续流二极管D1'、第三续流二极管D2、第四续流二极管D2'、第五续流二极管D3和第六续流二极管D3'。第七IGBTS1、第九IGBTS2以及第十一IGBTS3的集电极连接在一起，并作为逆变器的正输入端，第八IGBTS1'、第十IGBTS2'以及第十二IGBTS3'的发射极连接在一起，并作为逆变器的负输入端,第七IGBTS1、第八IGBTS1'、第九IGBTS2、第十IGBTS2'、第十一IGBTS3和第十二IGBTS3'的门极均与逆变器控制单元连接，第七IGBTS1的发射极和第八IGBTS1'的集电极分别连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关磁阻电机双PWM功率变换器，其特征在于：包括IGBT整流器、整流器控制单元、逆变器和逆变器控制单元；所述IGBT整流器的输入端外接交流电，所述IGBT整流器的输出端与逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端外接开关磁阻电机绕组，所述整流器控制单元采用电压定向矢量控制策略，向IGBT整流器输出控制脉冲，所述逆变器控制单元采用电流斩波控制策略，向逆变器输出控制脉冲。

【技术特征摘要】
1.一种开关磁阻电机双PWM功率变换器，其特征在于：包括IGBT整流器、整流器控制单元、逆变器和逆变器控制单元；所述IGBT整流器的输入端外接交流电，所述IGBT整流器的输出端与逆变器的输入端连接，所述逆变器的输出端外接开关磁阻电机绕组，所述整流器控制单元采用电压定向矢量控制策略，向IGBT整流器输出控制脉冲，所述逆变器控制单元采用电流斩波控制策略，向逆变器输出控制脉冲。2.根据权利要求1所述的一种开关磁阻电机双PWM功率变换器，其特征在于：IGBT整流器包括IGBT三相整流桥、第一滤波电容、第二滤波电容、第一分压电阻和第二分压电阻，IGBT三相整流桥的输入端通过电感连接交流电，IGBT三相整流桥的所有IGBT门极均连接整流器控制单元，IGBT三相整流桥的正输出端与第一滤波电容的第一端连接，第一滤波电容的第二端与第二滤波电容的第一端连接，第二滤波电容的第二端与IGBT三相整流桥的负输出端连接，第一滤波电容的第一端和第二滤波电容的第二端分别作为IGBT整流器的正、负输出端，第一分压电阻和第二分压电阻分别与第一滤波电容和第二滤波电容并接。3.根据权利要求2所述的一种开关磁阻电机双PWM功率变换器，其特征在于：IGBT三相整流桥的输出端与第一滤波电容第一端之间还连接有限流电阻，所述限流电阻的两端并接有开关。4.根据权利要求1所述的一种开关磁阻电机双PWM功率变换器，其特征在于：IGBT三相整流桥的所有IGBT均反向并接有二极管。5.根据权利要求1所述的一种开关磁阻电机双PWM功率变换器，其特征在于：逆变器为不对称半桥式逆变器。6.根据权利要求5所述的一种开关磁阻电机双PWM功率变换器，其特征在于：逆变器包括第七IGBT、第八IGBT、第九IGBT、第十IGBT、第十一IGBT、第十二IGBT、第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，张郭晶，黄厚明，陈晓贵，江渭涛，蒋政，赵宏飞，张飞宇，王怀兵，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司检修分公司，国网江苏省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32