发明内容
[0008] 根据以上的背景技术,本发明就提出了一种变流电路结构简单、快速关断相电流、低开关损耗的宽范围调节电源电压以便大范围调速的开关磁阻电动机变流器及其控制方法。
[0009] 本发明的技术方案为:
[0010] 一种开关磁阻电动机变流器,由两个电感、六个二极管、五个开关管、三个电容器、三相绕组组成,其技术特征是,所述第一电感一端与所述第一二极管阴极连接,并作为变流器输入直流电源的正极,第一电感另一端连接所述第一开关管阳极和所述第二二极管阳极,第二二极管阴极连接所述第二电容器正极和所述第二开关管阳极,第二开关管阴极连接所述第二电感一端和所述第三二极管阴极,第三二极管阳极连接所述第三电容器负极、所述第三开关管阴极、所述第四开关管阴极、所述第五开关管阴极,第三开关管阳极连接所述第一相绕组一端和所述第四二极管阳极,第四开关管阳极连接所述第二相绕组一端和所述第五二极管阳极,第五开关管阳极连接所述第三相绕组一端和所述第六二极管阳极,第一二极管阳极连接所述第一电容器正极、第四二极管阴极、第五二极管阴极、第六二极管阴极,第一电容器负极连接第一开关管阴极、第二电容器负极、第二电感另一端、第三电容器正极、第一相绕组另一端、第二相绕组另一端、第三相绕组另一端,并作为变流器输入直流电源的负极。
[0011] 一种开关磁阻电动机变流器的控制方法,其特征是,指五个开关管的开关控制方法;其中第一开关管和第二开关管的开关控制,具体分为四种工作模式:
[0012] (1)第一开关管断开状态,第二开关管斩波PWM控制方式并且占空比小于二分之一;
[0013] (2)第一开关管断开状态,第二开关管斩波PWM控制方式并且占空比等于二分之一;
[0014] (3)第一开关管断开状态,第二开关管斩波PWM控制方式并且占空比大于二分之一;
[0015] (4)第一开关管斩波PWM控制方式,第二开关管斩波PWM控制方式并且占空比大于二分之一;
[0016] 第三开关管、第四开关管、第五开关管为单脉波控制方式,即根据开关磁阻电动机转子位置信息,判断哪一相绕组需要供电时,与其串联的开关管闭合导通,待根据转子位置信息该相绕组供电完毕则再断开该开关管。
[0017] 本发明的技术效果主要有:
[0018] (1)相对传统不对称半桥式变流器,本发明简化了结构,节约了成本;
[0019] (2)第一电容器两端电压加快了相绕组关断时电流的下降速度,避免进入制动区,从而可相对延后关断时刻,增加了电动机的出力,也增加了电动机系统的效率;
[0020] (3)当第一电容器两端电压超过输入的电源电压时,可向其反向馈能,提高了系统的电能有效利用率;
[0021] (4)本发明的变流器无需隔离环节,从而节省了成本,简化了结构,减轻了重量;
[0022] (5)第一电容器的辅助快速的降流过程中,无需开关管控制,减轻了控制的复杂度,提高了可靠性,节约了成本;
[0023] (6)第一开关管和第二开关管的开关模式可适应更宽的开关磁阻电动机速度调节范围,可充分发挥开关磁阻电动机高速运行的优势,适用面广;
[0024] (7)与相绕组串联的第三开关管、第四开关管、第五开关管无需斩波或PWM控制方式,采用单脉波模式,并且在超高速以下时也仅仅由第二开关管一个开关管做PWM模式控制,从而极大的减少了全系统的开关损耗,并且相绕组数量越多优势越明显;
[0025] (8)在本发明的变流器及其控制模式下,开关角可固定,无需高速期间采用开关角控制方式,简化了控制的复杂度,提高了可靠性。