开关磁阻电机的变换器及控制系统技术方案

本实用新型专利技术适用于电机设备领域，提供了一种开关磁阻电机的变换器，所述开关磁阻电机包括多相绕组，所述开关磁阻电机的变换器包括整流单元、无极性电容、多组第一绕组功率电路、多组第二绕组功率电路利用PWM控制信号控制所述导通相功率电路驱动所述开关磁阻电机转动，且利用PWM控制信号控制所述非导通相功率电路维持所述无极性电容维持电压平衡。上述开关磁阻电机的变换器通过用无极性电容替换传统的电解电容，减少了开关磁阻电机的体积及成本，提升了系统寿命，利用PWM控制信号对非导通相电路的控制以对无极性电容进行充电，以维持两个直流母线电压的稳定，保持开关磁阻电机工作稳定。本实用新型专利技术还提供了一种开关磁阻电机的控制系统。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Converter and control system of switched reluctance motor

The utility model is suitable for the field of electrical equipment, provides a converter of switched reluctance motor, the switched reluctance motor includes multiple phase windings, the converter of switched reluctance motor comprises a rectifying unit, non polarity capacitor, a plurality of groups of first winding power circuit, a set of second winding power circuit using PWM control signal to control the conduction phase power circuit driving the switched reluctance motor to rotate, and the use of PWM conduction phase power circuit maintains the non-polar capacitor to maintain the voltage balance control signal to control the non. The converter of switched reluctance motor by replacing the traditional electrolytic capacitors with non polarity capacitor, reduces the volume and cost of switched reluctance motor, improve the life of the system, controlled by PWM control signal to the non conduction phase circuit to non polarity capacitor to maintain two DC bus voltage keep stable, stable switch reluctance motor. The utility model also provides a control system of a switched reluctance motor.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电机设备领域，尤其涉及一种开关磁阻电机的变换器及控制系统。
技术介绍
开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)具有结构简单牢固、寿命长、控制灵活、较宽转速及功率控制范围等优点，广泛应用在交通运输、民用电动车、家用电器、通用工业、航空航天、国防工业等众多领域。电解电容是当前SRM控制器的重要组成部分，作为控制系统的储能元件，用于稳定控制器系统的直流母线电压，但SRM控制系统电解电容的引入，增加了体积和成本，降低了系统功率因数，减少了系统寿命等。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提供一种无电解电容、结构简单、稳定性好、寿命长的开关磁阻电机功率变换器，旨在解决具有电解电容的SRM控制系统的存在体积大和成本高，系统功率因数和系统寿命低的问题。本技术实施例是这样实现的，一种开关磁阻电机的变换器，所述开关磁阻电机包括多相绕组，所述开关磁阻电机的变换器包括:输入端与交流电源的一个输出端连接、正极输出端与第一直流母线连接、负极输出端与第二直流母线连接的整流单元；串联连接在所述第一直流母线和第二直流母线之间，且串联连接的节点与所述交流电源的另一个输出端连接的两个无极性电容；交流输入端与所述交流电源的另一个输出端连接、正极输入端与所述第一直流母线连接、负极输入端与所述第二直流母线连接，且其中一个作为导通相功率电路利用PWM控制信号控制以驱动所述开关磁阻电机转动，另一个作为非导通相功率电路利用PWM控制信号控制以维持所述两个无极性电容电压平衡的第一绕组功率电路和第二绕组功率电路，其中，所述第一绕组功率电路和第二绕组功率电路均有多组。在优选的实施例中，所述第一绕组功率电路包括第一端作为所述交流输入端的一相绕组、低电位端与所述一相绕组的第二端连接的第一功率开关管以及第一端与所述一相绕组的第二端连接的第一续流器件，所述第一功率开关管的高电位端作为所述正极输入端，所述第一续流器件的第二端作为所述负极输入端；所述第二绕组功率电路包括作为所述交流输入端的一相绕组的二相绕组、高电位端与所述二相绕组的第二端连接的第二功率开关管以及第二端与所述二相绕组的第二端连接的第二续流器件，所述第二功率开关管的低电位端作为所述负极输入端，所述第二续流器件的第一端与作为所述正极输入端，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管的控制端均外接PWM控制信号。在优选的实施例中，所述第一功率开关管和所述第二功率开关管均为N沟道MOS管，所述N沟道MOS管的栅极、源极及漏极依次为所述第一功率开关管和所述第二功率开关管的控制端、低电位端及高电位端；或所述第一功率开关管和所述第二功率开关管均为IGBT，所述IGBT的门极、集电极及发射极依次为所述第一功率开关管和所述第二功率开关管的控制端、低电位端及高电位端。在优选的实施例中，所述第一续流器件和第二续流器件均为续流二极管，其中，所述第一续流器件的第一端、第二端分别为续流二极管的阳极、阴极，所述第二续流器件的第一端、第二端分别为续流二极管的阳极、阴极。在优选的实施例中，所述第一续流器件和第二续流器件均为N沟道MOS管，其中，所述第一续流器件和所述第二续流器件两者的第一端、第二端分别所述N沟道MOS管的漏极、源极，所述N沟道MOS管栅极外接PWM控制信号；或所述第一续流器件和第二续流器件均为IGBT，所述第一续流器件和所述第二续流器件两者的第一端、第二端分别所述IGBT的发射极、集电极，所述IGBT门极外接PWM控制信号。上述开关磁阻电机的变换器通过用两个无极性电容替换传统的电解电容，减少了开关磁阻电机的体积及成本，增加了使用寿命，同时第一绕组功率电路和第二绕组功率电路在开关磁阻电机在转动的过程中上述两个电路中的一个用去驱动电机的转动，另一个电路用于维持两个无极性电容的电压平衡，如此，利用PWM控制信号对非导通相电路的控制以对无极性电容进行充电，省略了需要增加额外电路模块来对无极性电容进行充电，以维持两个直流母线电压的稳定，保持开关磁阻电机工作稳定。本技术实施例的另一目的在于提供一种开关磁阻电机的控制系统，所述开关磁阻电机包括多相绕组，所述开关磁阻电机的控制系统包括上述的开关磁阻电机的变换器，还包括:检测所述交流电源的交流电压信息的交流电压检测单元；检测所述两个无极性电容的直流电压信息的直流母线电压检测单元；检测所述开关磁阻电机的转速信息的转速检测单元；根据所述交流电压信息、直流电压信息和电机转速信息发出PWM控制信号控制所述导通相功率电路驱动所述开关磁阻电机转动，且利用PWM控制信号控制所述非导通相功率电路维持所述两个无极性电容维持电压平衡的主控制器。在优选的实施例中，所述开关磁阻电机的控制系统包括还包括:检测所述主功率电路的电流大小并发送到所述主控制器的过流检测电路；连接于所述导通相功率电路与所述主控制器之间以及所述非导通相功率电路与所述主控制器之间，利用所述控制器发出的PWM控制信号驱动所述导通相功率电路和所述非导通相功率电路工作的驱动电路。上述开关磁阻电机的控制系统通过用两个无极性电容替换传统的电解电容，减少了开关磁阻电机的体积及成本，增加了使用寿命，同时在开关磁阻电机在转动的过程中第一绕组功率电路和第二绕组功率电路中的一个用去驱动电机的转动，另一个电路用于维持两个无极性电容的电压平衡，如此，利用控制器根据交流电压信息、直流电压信息和电机转速信息的变化输出PWM控制信号对非导通相电路的控制以对无极性电容进行充电，省略了需要增加额外电路模块来对无极性电容进行充电，以维持两个直流母线电压的稳定，保持开关磁阻电机工作稳定。附图说明图1是本技术第一个实施例提供的开关磁阻电机的变换器电路原理图；图2 (a)是本技术第二个实施例提供的开关磁阻电机的变换器的电路原理图；图2 (b)是本技术第三个实施例提供的开关磁阻电机的变换器的电路原理图；图3是本技术实施例提供的开关磁阻电机的变换器中升降压电路的电路原理图；图4 (a)是本技术实施例提供的开关磁阻电机的变换器在交流电处于正半周功率开关管导通时的工作电流线路图；图4 (b)是本技术实施例提供的开关磁阻电机的变换器在交流电处于正半周功率开关管关断时的工作电流线路图；图4 (C)是本技术实施例提供的开关磁阻电机的变换器在交流电处于负半周功率开关管导通时的工作电流线路图；图4 (d)是本技术实施例提供的开关磁阻电机的变换器在交流电处于负半周功率开关管关断时的工作电流线路图；图5是本技术实施例提供的开关磁阻电机的控制系统的结构图。具体实施方式为了使本技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，为一个优选的实施例中的开关磁阻电机的变换器电路原理图，开关磁阻电机(下面称作电机)包括多相绕组，开关磁阻电机的变换器包括整流单元100、两个无极性电容Cl和C2、多组第一绕组功率电路320、多组第二绕组功率电路340。整流单元100的输入端与交流电源AC的一个输出端连接、正极输出端与第一直流母线202连接、负极输出端与第二直流母本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关磁阻电机的变换器，所述开关磁阻电机包括多相绕组，其特征在于，所述开关磁阻电机的变换器包括：输入端与交流电源的一个输出端连接、正极输出端与第一直流母线连接、负极输出端与第二直流母线连接的整流单元；串联连接在所述第一直流母线和第二直流母线之间，且串联连接的节点与所述交流电源的另一个输出端连接的两个无极性电容；交流输入端与所述交流电源的另一个输出端连接、正极输入端与所述第一直流母线连接、负极输入端与所述第二母线连接，且其中一个作为导通相功率电路利用PWM控制信号控制以驱动所述开关磁阻电机转动，另一个作为非导通相功率电路利用PWM控制信号控制以维持所述两个无极性电容电压平衡的第一绕组功率电路和第二绕组功率电路，其中，所述第一绕组功率电路和第二绕组功率电路均有多组。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫丰，李廷吉，
申请(专利权)人：捷和电机深圳有限公司，
类型：实用新型
国别省市：