本发明专利技术提出一种两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路，其包括五个桥臂，五个桥臂分别与电源正负母线相连，其特征在于：第四桥臂的第一开关管VT1和第三开关管VT3之间设有第四连接点，第五桥臂的第二开关管VT2和第四开关管VT4之间设有第五连接点，第四连接点和第五连接点5之间设有电枢绕组，电枢绕组双向交替导通；另外，两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路还包括第一励磁绕组和第二励磁绕组，第一励磁绕组和第二励磁绕组的总磁势基本维持不变。上述电路能够使得开关磁阻电机可以在无相应等级电源的情况下正常运行且消除母线电压变化的影响，拓宽了两相开关磁阻电机的应用领域。宽了两相开关磁阻电机的应用领域。宽了两相开关磁阻电机的应用领域。
【技术实现步骤摘要】
一种两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路
[0001]本专利技术涉及电机
，更具体地，涉及一种两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路。
技术介绍
[0002]开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)具有坚固耐用、调速范围广、启动转矩大等一系列优点，在宽转速与高功率范围内均具有高输出与高效率，非常适合应用于高速运行及恶劣的环境中。两相开关磁阻电机作为整个开关磁阻电机系列的一种，具有很多突出优势，在结构进一步简化的同时，减少了电机与驱动电路间的连线，此外，非对称大气隙结构也提高了电感比值，因此，在不要求同时具备正、反转向的场合中，具有自启动能力的两相开关磁阻电机具有突出优势。如图1所示，两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路中，A为电枢绕组，F为励磁绕组，+、﹣分别表示规定的绕组电流正负方向，该电机能实现正常运行的驱动要求是：在一个电周期内，励磁绕组单向持续导通，电枢绕组双向交替导通。
[0003]在户外、舰船等没有相应等级电源的情况下，会限制两相开关磁阻电机的正常运行。例如经过交流整流后出现的馒头波与电池满容量及半容量时，母线电压波动较大，会影响开关磁阻电机的输出性能。传统拓扑电路无法直接应用于两相开关磁阻电机驱动，从而必须增加电源调压环节，给整个系统增加额外成本，且限制了两相开关磁阻电机的供电电源的电压范围。
[0004]有鉴于此，本专利技术提出一种两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路，在保持两相开关磁阻电机本体造价低廉的基础上，同时还能够使得开关磁阻电机可以在无相应等级电源的情况下正常运行且消除母线电压变化的影响，拓宽了两相开关磁阻电机的应用领域。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于，提供一种两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路，其通过对开关磁阻电机绕组进行复用，不增加额外的电感，仅采用二极管、开关管与电容组成的升降压斩波电路，无额外电感设备，极大简化电路结构，实现电源端电压可调，从而使得电源与负载端电压等级平衡。不但可以保证两相开关磁阻电机的驱动效果，同时还能在不牺牲两相开关磁阻电机结构优势的同时进一步降低控制系统成本，拓宽了两相开关磁阻电机的应用领域。
[0006]一种两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路，其包括五个桥臂，五个桥臂分别和电源正负母线相连，其中，第一桥臂上设有第五开关管VT5,第一桥臂与正母线通过第一连接点1连接；第二桥臂上设有第二二极管VD2，第二二极管VD2的方向为正母线指向负母线，第二桥臂与正母线通过第二连接点2连接；第三桥臂上设有第二稳压电容C2，第三桥臂与正母线通过第三连接点3连接，第三连接点3与第二连接点2之间设有第三二极管VD3，第三二极管VD3的方向为第三连接点3指向第二连接点2；第四桥臂上设有第一开关管VT1和第三开关管VT3，且第一开关管VT1和第三开关管VT3串联组成，第四桥臂与正母线通过第三连接点3连
接；第五桥臂上设有第二开关管VT2和第四开关管VT4，且第二开关管VT2和第四开关管VT4串联组成，第五桥臂与正母线通过第三连接点3连接；其特征在于：第四桥臂的第一开关管VT1和第三开关管VT3之间设有第四连接点4，第五桥臂的第二开关管VT2和第四开关管VT4之间设有第五连接点5，第四连接点4和第五连接点5之间设有电枢绕组，电枢绕组双向交替导通；所述的两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路还包括第一励磁绕组和第二励磁绕组，第一励磁绕组与第一二极管VD1和稳压二极管VT并联，且第一二极管VD1与稳压二极管VT反向串联；第一励磁绕组位于电源正母线与第一连接点之间、或负母线与五个桥臂的连接点之间，第二励磁绕组位于第三二极管VD3正极与第三连接点之间、或第二桥臂与负母线的连接点和第三桥臂与负母线的连接点之间，第一励磁绕组和第二励磁绕组持续导通，保证第一励磁绕组和第二励磁绕组的总磁势基本维持不变。
[0007]进一步的，第二开关管VT2与第三开关管VT3打开可以控制电枢绕组正向导通。
[0008]进一步的，第一开关管VT1与第四开关管VT4打开可以控制电枢绕组反向导通。
[0009]进一步的，第一开关管VT1、第二开关管VT2、第三开关管VT3和第四开关管VT4的内部反向并联内部二极管。
[0010]进一步的，第一励磁绕组位于电源正母线与第一连接点之间，第二励磁绕组位于第三二极管VD3正极与第三连接点之间。具体的，第一励磁绕组的一端与电源输入端高压侧相连，第一励磁绕组的另一端与第一连接点1相连，第一二极管VD1阳极与稳压二极管VT正极相连，稳压二极管VT负极与第一连接点1相连，第二励磁绕组设置在第三二极管VD3与第三连接点3之间，第三二极管VD3的方向为第三连接点3指向第二连接点2，第三二极管VD3的阴极与连接点2相连。
[0011]进一步的，第一励磁绕组位于电源正母线与第一连接点之间，第二励磁绕组位于第二桥臂与负母线的连接点和第三桥臂与负母线的连接点之间。具体的，第一励磁绕组的一端与电源输入端高压侧相连，第一励磁绕组的另一端与第一连接点1相连，第一二极管VD1阳极与稳压二极管VT正极相连，稳压二极管VT负极与第一连接点1相连，第二励磁绕组位于第二桥臂与负母线的连接点和第三桥臂与负母线的连接点之间。
[0012]进一步的，第一励磁绕组位于负母线与五个桥臂的连接点之间，第二励磁绕组位于第二桥臂与负母线的连接点和第三桥臂与负母线的连接点之间。
[0013]进一步的，第一励磁绕组位于负母线与五个桥臂的连接点之间，第二励磁绕组位于第二桥臂与负母线的连接点和第三桥臂与负母线的连接点之间。具体的，具体的，第一励磁绕组位于负母线与五个桥臂的连接点之间，第二励磁绕组设置在第三二极管VD3与第三连接点3之间，第三二极管VD3的方向为第三连接点3指向第二连接点2，第三二极管VD3的阴极与连接点2相连。
[0014]进一步的，在第一连接点和第二连接点之间连接有第一稳压电容C1，其作用在于储能并提高电压。
[0015]进一步的，第二稳压电容C2的正极与第三连接点3相连，第二稳压电容C2的负极与负母线相连，第二稳压电容C2的作用在于储能并给电枢绕组供能稳压。
[0016]进一步的，所述两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路不但适用于额定电压范围内的电源电压，同时还能适用于低于额定电压的电源电压，以及高于额定电压的电源电压。
[0017]进一步的，通过调节第五开关管VT5占空比调节第二稳压电容C2两端电压进而调
节电枢绕组电压使得输出电压与电机绕组电压相匹配，具体调节的公式为：其中，电源电压为Vdc、第五开关管VT5占空比为α、第二稳压电容C2两端电压为U0，U0的方向为图6a、6b、6c所示，即第二稳压电容C2靠近负母线一端为正电压，靠近正母线一端为负电压。
[0018]进一步的，通过电枢绕组的是双向交替的电流。
[0019]本专利技术提出的两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路的工作原理为：在一个电周期内，第一励磁绕组和第二励磁电阻持续导通，电枢绕组双向交替导通，电枢绕组通过第二开关管VT2内部反向并联的内部二本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路，其包括五个桥臂，五个桥臂分别和电源正负母线相连，其中，第一桥臂上设有第五开关管VT5,第一桥臂与正母线通过第一连接点连接；第二桥臂上设有第二二极管VD2，第二二极管VD2的方向为正母线指向负母线，第二桥臂与正母线通过第二连接点连接；第三桥臂上设有第二稳压电容C2，第三桥臂与正母线通过第三连接点连接，第三连接点与第二连接点之间设有第三二极管VD3，第三二极管VD3的方向为第三连接点指向第二连接点；第四桥臂上设有第一开关管VT1和第三开关管VT3，且第一开关管VT1和第三开关管VT3串联组成，第四桥臂与正母线通过第三连接点连接；第五桥臂上设有第二开关管VT2和第四开关管VT4，且第二开关管VT2和第四开关管VT4串联组成，第五桥臂与正母线通过第三连接点连接；其特征在于：第四桥臂的第一开关管VT1和第三开关管VT3之间设有第四连接点，第五桥臂的第二开关管VT2和第四开关管VT4之间设有第五连接点，第四连接点和第五连接点之间设有电枢绕组，电枢绕组双向交替导通；所述的两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路还包括第一励磁绕组和第二励磁绕组，第一励磁绕组与第一二极管VD1和稳压二极管VT并联，且第一二极管VD1与稳压二极管VT反向串联；第一励磁绕组位于电源正母线与第一连接点之间、或负母线与五个桥臂的连接点之间，第二励磁绕组位于第三二极管VD3正极与第三连接点之间、或第二桥臂与负母线的连接点和第三桥臂与负母线的连接点之间，第一励磁绕组和第二励磁绕组持续导通，保证第一励磁绕组和第二励磁绕组的总磁势基本维持不变。2.如权利要求1所述的两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路，其特征在于：第二开关管VT2与第三开关管VT3打开可以控制电枢绕组正向导通。3.如权利要求1所述的两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路，其特征在于：第一开关管VT1与第四开关管VT4打开可以控制电枢绕组反向导通。4.如权利要求1所述的两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路，其特征在于：第一开关管VT1、第二开关管VT2、第三开关管VT3和第四开关管VT4的内部反向并联内部二极管。5.如权利要求1所述的两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路，其特征在于：当第一励磁绕组位于电源正母线与第一连接点之间，第二励磁绕组位于第三二极管VD3正极与第三连接点之间时，第一励磁绕组的一端与电源输入端高压侧相连，第一励磁绕组的另一端与第一连接点相连，第一二极管VD1阳极与稳压二极管VT正极相连，稳压二极管VT负极与...
【专利技术属性】
技术研发人员：王连可，付东山，雷厉，贾泽宇，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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