一种组合式开关磁阻电机动力系统技术方案

本发明专利技术公开了一种组合式开关磁阻电机动力系统，它包括电机控制器单元、电源、一个或多个功率变换器、转子位置传感器和组合式电机本体，功率变换器、转子位置传感器和电源通讯线路分别与电机控制器单元连接，功率变换器还与电源连接，功率变换器与对应的电机本体绕组相连，组合式电机本体包括2个或以上的电机单元，每个电机单元都包括定子、转子以及定子的至少一相上缠绕的1个或多个独立绕组。本发明专利技术能保留开关磁阻电机结构简单、坚固、适合高速运转的优势，能降低系统复杂程度和成本，能够进行大规模生产、能够平衡开关磁阻电机工作时产生的转矩脉动，能够将电机的旋转角度和每个工作相位均匀分布在圆周上的组合式开关磁阻电机动力系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种动力系统，特别是一种组合式开关磁阻电机动力系统。
技术介绍
关磁阻电动机（Switched Reluctance Drive ：SRD）是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统之后发展起来的最新一代无级调速系统，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。它具有调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点。 英、美等经济发达国家对开关磁阻电动机调速系统的研究起步较早，并已取得显著效果，产品功率等级从数w直到数百kw，广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等领域。开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。它的结构简单坚固，调速范围宽，调速性能优异，现如今，开关磁阻电机的应用和发展取得了明显的进步，已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域，功率范围从10W到5MW，最大速度高达100,000 r/min。开关磁组电动机调速系统之所以能在现代调速系统中异军突起，主要是因为它卓越的系统性能，主要表现在：电动机结构简单、成本低、可用于高速运转，功率电路简单可靠，系统可靠性高，起动转矩大，起动电流低，适用于频繁起停及正反向转换运行，可控参数多，调速性能好，效率高，损耗小。但其仍存在以下的缺点：1.有转矩脉动，从工作原理可知，开关磁阻电动机转子上产生的转矩是由一系列脉冲转矩叠加而成的，由于双凸极结构和磁路饱和非线性的影响，合成转矩不是一个恒定转矩，而有一定的谐波分量，这影响了SR电动机低速运行性能；2.SR电动机传动系统的噪声与震动比一般电动机大；3.一般需要位置传感器，控制器结构较为复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能保留开关磁阻电机结构简单、坚固、适合高速运转的优势，能降低系统复杂程度和成本，能够进行大规模生产、能够平衡开关磁阻电机工作时产生的转矩脉动，能够将电机的旋转角度和每个工作相位均匀分布在圆周上的组合式开关磁阻电机动力系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种组合式开关磁阻电机动力系统，它包括电机控制器单元、电源、一个或多个功率变换器、转子位置传感器和组合式电机本体，功率变换器、转子位置传感器和电源通讯线路分别与电机控制器单元连接，电源通讯线路会将电源的时实情况通过通讯线路告知电机控制单元。电机控制单元再依据此根据控制策略对功率变换器实施控制。功率变换器还与电源连接，功率变换器与对应的电机本体绕组相连，组合式电机本体包括2个或以上的电机单元，每个电机单元都包括定子、转子以及定子的至少一相上缠绕的1个或多个独立绕组。所述的2个或以上的电机单元的转子之间错开一定角度安装在主轴上，定子采用相同方向安装，或2个或以上的电机单元的定子之间错开一定角度安装，转子采用相同方向安装。所述的2个或以上的电机单元共用一个转子输出轴，共用一个转子位置传感器。所述的2个或以上的电机单元的每一相上的1个或多个绕组共用一个功率变换器或分别采用独立的功率变换器。所述的2个或以上的电机单元的每一相上的1个或多个绕组共用一个电源或分别采用独立的电源。所述的组合电机本体使用一对端盖。它包括一个总控制器，电机控制器单元接收和执行总控制器单元的控制信号，同时将电机控制单元采集的实时运行数据上传总控制器，并执行基本的控制策略。 本专利技术的有益效果是：1.本专利技术能保留开关磁阻电机结构简单、坚固、适合高速运转的优势，能降低系统复杂程度和成本，能够进行大规模生产、能够平衡开关磁阻电机工作时产生的转矩脉动，能够将电机的旋转角度和每个工作相位均匀分布在圆周上的组合式开关磁阻电机动力系统。      2.可以采用多个电源和功率变换器通过同一个电机本体输出。同时每个电源和功率变换器都具有独立工作能力，系统容错能力强。     3.由于采用机械并联的方法代替传统的电气并联。在较大的电机输出要求的时候可以避免大量功率器件因为并联产生的电流不均匀分布的问题。用小容量的功率器件驱动多个电机单元机械并联的可靠性要大大高于传统采用大量功率器件并联后驱动一个较大电机本体的可靠性，系统的成本也大大下降。     4.通过电机单元的并联设计可以运用一套完全相同的元件清单组装出不同功率的电机。 附图说明图1为每绕组使用独立电源和功率变换器的动力系统连接框图；图2为同相各绕组公用电源和功率变换器的动力系统连接框图；图3为同向转子组合式开关磁阻电机示意图；图4为同向转子组合式开关磁阻电机俯视示意图；图5为同向定子组合式开关磁阻电机示意图；图6为同向定子组合式开关磁阻电机俯视示意图；图中，1-主轴，2-定子A，3-转子B，4-定子B，5-转子A，6-十字转子的凸极1，7-转子位置传感器1，8-转子C，9-定子C，10-转子D，11-转子位置传感器，12-十字转子的凸极2，13-主轴，14-定子D。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。一种组合式开关磁阻电机动力系统，它包括电机控制器单元、电源、一个或多个功率变换器、转子位置传感器和组合式电机本体，功率变换器、转子位置传感器和电源通讯线路分别与电机控制器单元连接，电源通讯线路会将电源的时实情况通过通讯线路告知电机控制单元。电机控制单元再依据此根据控制策略对功率变换器实施控制。功率变换器还与电源连接，功率变换器与对应的电机本体绕组相连，组合式电机本体包括2个或以上的电机单元，每个电机单元都包括定子、转子以及定子的至少一相上缠绕的1个或多个独立绕组。所述的2个或以上的电机单元的转子之间错开一定角度安装在主轴上，定子采用相同方向安装，或2个或以上的电机单元的定子之间错开一定角度安装，转子采用相同方向安装。所述的2个或以上的电机单元共用一个转子输出轴，共用一个转子位置传感器。所述的2个或以上的电机单元的每一相上的1个或多个绕组共用一个功率变换器或分别采用独立的功率变换器。所述的2个或以上的电机单元的每一相上的1个或多个绕组共用一个电源或分别采用独立的电源。所述的组合电机本体使用一对端盖。它包括一个总控制器，电机控制器单元接收和执行总控制器单元的控制信号，同时将电机控制单元采集的实时运行数据上传总控制器，并执行基本的控制策略。如图1所示，组合电机本体的同一相上缠绕了两组独立的绕组，每个绕组分别与功率变换器和电源连接，电机控制单元采集转子位置传感器采集的转子位置，并传送到总控制器。如图2所示，组合电机本体的同一相上缠绕了两组独立的绕组，两个独立的绕组连接同一个功率变换器和电源。本专利技术中电机本体的每个电机单元里面的每一相位都采用一个独立的电源。由于是由独立的电源供电，可以通过总控制器提供个性化的电源管理策略。在低转速区，所有的相都向电源吸收相同的能量，尽力保持电机转矩的均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合式开关磁阻电机动力系统，其特征在于：它包括电机控制器单元、电源、一个或多个功率变换器、转子位置传感器和组合式电机本体，功率变换器、转子位置传感器和电源通讯线路分别与电机控制器单元连接，功率变换器还与电源连接，功率变换器与对应的电机本体绕组相连，组合式电机本体包括2个或以上的电机单元，每个电机单元都包括定子、转子以及定子的至少一相上缠绕的1个或多个独立绕组。

【技术特征摘要】
2014.08.15 CN 201410402356.81.一种组合式开关磁阻电机动力系统，其特征在于：它包括电机控制器单元、电源、一个或多个功率变换器、转子位置传感器和组合式电机本体，功率变换器、转子位置传感器和电源通讯线路分别与电机控制器单元连接，功率变换器还与电源连接，功率变换器与对应的电机本体绕组相连，组合式电机本体包括2个或以上的电机单元，每个电机单元都包括定子、转子以及定子的至少一相上缠绕的1个或多个独立绕组。
2.根据权利要求1所述的一种组合式开关磁阻电机动力系统，其特征在于：所述的2个或以上的电机单元的转子之间错开一定角度安装在主轴上，定子采用相同方向安装，或2个或以上的电机单元的定子之间错开一定角度安装，转子采用相同方向安装。
3.根据权利要求1所述的一种组合式开关磁阻电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛珂，陈乃邦，
申请(专利权)人：四川绿标能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51