專利名稱：一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)磁阻電動機用功率逆變電路，尤其涉及相數(shù)N為偶數(shù)時功率逆變 電路。
背景技術(shù)：
目前，公知的，在開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)中，3相開關(guān)磁阻電動機得到了最廣泛 的應用，尤其是大功率場合。4相開關(guān)磁阻電動機控制系統(tǒng)也已經(jīng)有了一些產(chǎn)品。
圖1示為3相開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，三個相繞組本身間電氣絕緣，受三 個半橋形式的逆變電路驅(qū)動，不考慮斬波，每相功率開關(guān)的導通角為n ，兩相鄰相間有不大
于f的重疊角，剩下角度為一相通電。實行分相控制相繞組中電流后，兩相通電時的電流增
大，可減小電磁轉(zhuǎn)矩的脈動。
3;r 上述逆變方案可推廣到用于N相開關(guān)磁阻電動機；每相功率開關(guān)的導通角為，
N
電動機交替地工作在一相通電和兩相通電的工作狀態(tài)。這一方案共用2N只功率開關(guān)和2N 只續(xù)流二極管，所有功率元件較多。 為了減少功率元件，4相開關(guān)磁阻電動機采用了圖2示功率逆變電路。圖中電動機 四個相繞組有一公共連接端M，分成共陽極功率開關(guān)控制和共陰極功率開關(guān)控制兩組， 一共 只用兩個半橋形式的功率逆變電路，非常簡單和經(jīng)濟。功率開關(guān)的導通角為n ，兩相鄰相間
重疊角是f ，任何時候都是兩相同時導通。 先期推出的4相開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)，公共端M連至三相電網(wǎng)的中線，屬于雙 直流電源串聯(lián)供電，對開關(guān)磁阻電動機的工作有利。但兩個整流電源的紋波較大需要較大 的濾波電容；電網(wǎng)側(cè)供電電流的諧波含量和中線電流都較大；在有的場合，甚至電網(wǎng)沒有 中線。因此通常M點浮置，或者連到直流母線電源諧波電容的裂相點 在圖2示電路中，幅值為直流母線電壓的斬波電壓加在兩個相串聯(lián)的相繞組上，M 點電壓有一定的脈動，大致上為一半直流母線電壓；同時相繞組中的電流流過另一相，顯然 不是單獨控制一相中的電流。 半橋式功率逆變電路一般用兩個雙單元功率開關(guān)組件來連成，功率開關(guān)內(nèi)部已反 相并聯(lián)有續(xù)流二極管，現(xiàn)在所用功率開關(guān)上并聯(lián)的續(xù)流二極管被閑置，相串聯(lián)的不用的功 率開關(guān)被"封死"。這樣一來，圖2示電路共用了四個雙單元功率開關(guān)組件。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述技術(shù)問題而設(shè)計的一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆 變電路。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 —種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，包括相繞組、功率開關(guān)、續(xù)流二極管和整流二極管。共有N個相繞組，其中N > 2且為偶數(shù)，每個相繞組分別串聯(lián)流向相反的整 流二極管，然后兩組串聯(lián)的二極管和相繞組，并聯(lián)構(gòu)成一組，并稱之為單相橋式逆變電路，
由2N只反向并聯(lián)有續(xù)流二極管的功率開關(guān)分成;組對單相橋式逆變電路分相控制，然后并 聯(lián)。 所述一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，一只共陽極功率開關(guān)的陰極與一 只共陰極功率開關(guān)的陽極串聯(lián)，這對功率開關(guān)不能同時導通，它們間導通角不能重疊，并應 可靠連鎖。 所述一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，導通相位相差Ji的兩個相繞組 串聯(lián)流向相反的整流二極管后并聯(lián)，接受正負交變的驅(qū)動電流。 所述一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，一只雙整流二極管組件與一對相 繞組相連。 所述一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，每一個相繞組與一個傳感器的檢 測線圈相連，用以檢測相繞組電流。 所述一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，相位相差Ji的兩相繞組與一個 傳感器的檢測線圈器相連，用以檢測兩相繞組電流，亦即單相橋式逆變電路的輸出電流。
本發(fā)明為一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路的控制模式和性能與采用N 個單相半橋形式逆變電路時一樣，具有許多優(yōu)點。其續(xù)流二極管得到充分利用。各個單相
橋式逆變電路可用兩個雙單元功率開關(guān)組件連成，結(jié)構(gòu)上更加緊湊。整個逆變電路改用^
個電流傳感器，正好省了 一半。 本發(fā)明的有益效果是一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路在相繞組上斬波 電壓的幅值約為直流母線電壓，在同樣功率下，相繞組中電流大致小了一半，對電動機及出 線有利；而且相繞組間電壓不再耦合，控制和分析時大為方便；合理選取導通角后，功率逆 變電路和電動機的導通損耗減少，可以提高系統(tǒng)的效率，而電磁轉(zhuǎn)矩的脈動仍然可以較小。
圖1為3相開關(guān)磁阻電動機用功率逆變電路原理圖。
圖2為4相開關(guān)磁阻電動機用原來功率逆變電路原理圖。
圖3為本發(fā)明4相開關(guān)磁阻電動機用功率逆變電路原理圖。
圖4為本發(fā)明6相開關(guān)磁阻電動機用功率逆變電路原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。 如圖3和4所示，本發(fā)明一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，包括相繞組、 功率開關(guān)、續(xù)流二極管和整流二極管。共有N個相繞組，其中N > 2且為偶數(shù)，每個相繞組 分別串聯(lián)流向相反的整流二極管，然后兩組串聯(lián)的二極管和相繞組，并聯(lián)構(gòu)成一組，并稱之
為單相橋式逆變電路，由2N只反向并聯(lián)有續(xù)流二極管的功率開關(guān)分成;組對單相橋式逆變 電路分相控制，然后并聯(lián)。
所述一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，一只共陽極功率開關(guān)的陰極與一 只共陰極功率開關(guān)的陽極串聯(lián)，這對功率開關(guān)不能同時導通，它們間導通角不能重疊，并應 可靠連鎖。 所述一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，導通相位相差的兩個相繞組 串聯(lián)流向相反的整流二極管后并聯(lián)，接受正負交變的驅(qū)動電流。 所述一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，一只雙整流二極管組件與一對相 繞組相連。 所述一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，每一個相繞組與一個傳感器的檢 測線圈相連，用以檢測相繞組電流。 所述一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，相位相差Ji的兩相繞組與一個 傳感器的檢測線圈器相連，用以檢測兩相繞組電流，亦即單相橋式逆變電路的輸出電流。
圖3示為本發(fā)明N = 4時實施例，四只功率開關(guān)接成單相橋式逆變電路；每個功率 開關(guān)上皆反向并聯(lián)有續(xù)流二極管，導通相位相差n的兩個相繞組A、C和B、D分別串聯(lián)流向 相反的整流二極管后并聯(lián)，接受正負交變的驅(qū)動電流。 一共有兩個單相橋式逆變電路。
比起圖2示逆變電路來，現(xiàn)在相繞組上斬波電壓的幅值約為直流母線電壓，在同 樣功率下，相繞組中電流大致小了一半，對電動機及出線有利；而且相繞組間電壓不再耦 合，控制和分析時大為方便。 在圖2示功率逆變電路中，每個功率開關(guān)的導通角必須為Ji，如果在這期間功率 開關(guān)不導通，就有一段時間兩個相繞組中的電流都等于零，形成電磁轉(zhuǎn)矩為零的死區(qū)?，F(xiàn)在
圖3示電路不受此限，例如導通角可以取^"，兩相間重疊角為j，另有l(wèi)為一相導電；電動
機交替地處于一相通電或兩相通電狀態(tài)。導通角這樣地選取以后，功率逆變電路和電動機
的導通損耗減少，可以提高系統(tǒng)的效率，而電磁轉(zhuǎn)矩的脈動仍然可以較小。 基于現(xiàn)在所用功率逆變電路是單相橋式逆變電路，上下串聯(lián)、推拉工作的一對功
率開關(guān)必須可靠連鎖，不允許上下直通，具體措施可參考變頻器。上述把功率開關(guān)的導通角
取為了 ，這對功率開關(guān)間就有死區(qū)y ，顯然很有利。 如圖4所示為本發(fā)明N = 6時實施例，6相開關(guān)磁阻電動機中共有三對導通相位相 差n的相繞組，所以用了三個橋式功率逆變電路和六只續(xù)流二極管。每只功率開關(guān)的導通
角現(xiàn)取為f ，兩相間重疊角為f ，另有f的導通角為一相導通。 相數(shù)N > 4的開關(guān)磁阻電動機至今未形成產(chǎn)品，故前面技術(shù)背景中沒有介紹。就6 相開關(guān)磁阻電動機而言，本公司2007年已申請了兩個專利，但原專利中的功率逆變電路是 與圖4不同的。 本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下得出的其他任何與 本發(fā)明相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，包括相繞組、功率開關(guān)、續(xù)流二極管和整流二極管；其特征在于共有N個相繞組，其中N≥2且為偶數(shù)，每個相繞組分別串聯(lián)流向相反的整流二極管，然后兩組串聯(lián)的二極管和相繞組，并聯(lián)構(gòu)成一組，并稱之為單相橋式逆變電路，由2N只反向并聯(lián)有續(xù)流二極管的功率開關(guān)分成組對單相橋式逆變電路分相控制，然后并聯(lián)。F2008102389057C0000011.tif
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，其特征在于一 只共陽極功率開關(guān)的陰極與一只共陰極功率開關(guān)的陽極串聯(lián)，這對功率開關(guān)不能同時導 通，它們間導通角不能重疊，并應可靠連鎖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，其特征在于導 通相位相差n的兩個相繞組串聯(lián)流向相反的整流二極管后并聯(lián)，接受正負交變的驅(qū)動電 流。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，其特征在于 一只雙整流二極管組件與一對相繞組相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，其特征在于每 一個相繞組與一個傳感器的檢測線圈相連，用以檢測相繞組電流。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，其特征在于相 位相差n的兩相繞組與一個傳感器的檢測線圈器相連，用以檢測兩相繞組電流，亦即單相 橋式逆變電路的輸出電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于開關(guān)磁阻電動機的功率逆變電路，包括相繞組、功率開關(guān)、續(xù)流二極管和整流二極管；該電路共有N個相繞組，其中N≥2且為偶數(shù)，每個相繞組分別串聯(lián)流向相反的整流二極管，然后兩個并聯(lián)構(gòu)成一組，由2N只反向并聯(lián)有續(xù)流二極管的功率開關(guān)分成組對其分相控制，然后將這個單相橋式逆變電路并聯(lián)。本發(fā)明功率逆變電路在相繞組上斬波電壓的幅值約為直流母線電壓，在同樣功率下，相繞組中電流大致小了一半，對電動機及出線有利；而且相繞組間電壓不再耦合，控制和分析時大為方便；合理選取導通角后，功率逆變電路和電動機的導通損耗減少，可以提高系統(tǒng)的效率，而電磁轉(zhuǎn)矩的脈動仍然可以較小。
文檔編號H02M7/48GK101753072SQ20081023890
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者裘錦灼 申請人:北京中紡銳力機電有限公司