專利名稱：電梯拽引用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器的繞組開(kāi)關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電梯拽引用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器的繞組開(kāi)關(guān)電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的最常用的兩種四相繞組開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器主電路結(jié)構(gòu)形式，要么開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)承受電壓較大而電樞繞組電壓較小，不能用足電源容量，電動(dòng)轉(zhuǎn)矩有效性也較低，如圖I所示的雙極性電源型功率變換器主電路。每相只用一只主開(kāi)關(guān)是其主要優(yōu)點(diǎn)，但主開(kāi)關(guān)和續(xù)流二極管的電壓定額為Us+AU( AU系因換相引起的任一瞬變電壓)，而加給
繞組的電壓僅為％/2，未能用足開(kāi)關(guān)器件的額定電壓和電源的容量。另外，這種結(jié)構(gòu)的功率變換器主電路，當(dāng)電機(jī)單相運(yùn)行時(shí)，因瞬時(shí)只有一只開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，C1, C2交替出現(xiàn)較大的波動(dòng)。采用雙相運(yùn)行方式可以解決這一問(wèn)題(前提是電路上、下兩部分同時(shí)有一相繞組導(dǎo)通)，但在雙相運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)轉(zhuǎn)矩的有效性將降低，電流在相繞組中的電阻損耗卻將增加；而且，兩相同時(shí)通電，電機(jī)磁路飽和加劇，進(jìn)一步降低了電流產(chǎn)生電動(dòng)轉(zhuǎn)矩的有效性。要么所需開(kāi)關(guān)管數(shù)量較多，經(jīng)濟(jì)性差，如圖2所示的不對(duì)稱半橋型主電路。它的特點(diǎn)是(I)、各主開(kāi)關(guān)管的電壓定額為Us，與電機(jī)繞組的電壓定額近似相等，所以這種線路用足了主開(kāi)關(guān)管的額定電壓，有效的全部電源電壓可用來(lái)控制相繞組電流。(2)、由于每相繞組接至各自的不對(duì)稱半橋，在電路上，相與相之間的電流控制是完全獨(dú)立的。(3)、可給相繞組提供3種電壓回路，即上、下主開(kāi)關(guān)同時(shí)導(dǎo)通時(shí)的正電壓回路，一只主開(kāi)關(guān)保持導(dǎo)通另一只主開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)的零電壓回路，上、下主開(kāi)關(guān)均關(guān)斷時(shí)的負(fù)電壓回路。這樣，低速斬波控制方式時(shí)可采用能量非回饋式斬波方式，即在斬波續(xù)流期間，相電流在“零電壓回路”中的續(xù)流，避免了電機(jī)與電源間的無(wú)功能量交換，這對(duì)增加轉(zhuǎn)矩、提高功率變換器容量的利用率、減少斬波次數(shù)、仰制電源電壓波動(dòng)、降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)都是有利的。(4)、每相需2只主開(kāi)關(guān)，未能充分體現(xiàn)單極性的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器較其他交流調(diào)速系統(tǒng)變流器固有的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)以上分析可看出，從性能上看，不對(duì)稱半橋型較雙極性電源型有很大優(yōu)勢(shì)，其唯一不足是所用開(kāi)關(guān)器件數(shù)量多，尤其是對(duì)非小型的SR電動(dòng)機(jī)，明顯增加了功率變換器的成本，經(jīng)濟(jì)性差。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需的開(kāi)關(guān)管數(shù)量少，加電時(shí)任一導(dǎo)通的繞組均可接受到全電壓的電梯拽引用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器的繞組開(kāi)關(guān)電路。電梯拽引用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器的繞組開(kāi)關(guān)電路，包括外部輸入的直流電源和并聯(lián)連接的兩個(gè)繞組單元，直流電源加載于兩個(gè)繞組單元上；繞組單元包括串聯(lián)連接的第一繞組和第二繞組；每個(gè)繞組單元中有且僅有一個(gè)繞組通電；第一繞組的與第二繞組相連的一端連接第二開(kāi)關(guān)管和第二二極管的負(fù)端，第二開(kāi)關(guān)管的另一端連接電源的正輸出端，第二二極管的正端連接電源的負(fù)輸出端；第一繞組的另一端連接第一二極管的正端和第一開(kāi)關(guān)管，第一二極管的負(fù)端連接電源的正輸出端，第一開(kāi)關(guān)管的另一端連接電源的負(fù)輸出端；第二繞組的另一端連接第三二極管的正端和第三開(kāi)關(guān)管，第三二極管的負(fù)端連接電源的正輸出端，第三開(kāi)關(guān)管的另一端連接電源的負(fù)輸出端。繞組斷電后，由于繞組為電感性負(fù)載，繞組電流無(wú)法立即降為零度，利用二極管的單向?qū)ㄐ詫⒉糠蛛娔芊答伝仉娫础＿M(jìn)一步，兩個(gè)繞組單元的繞組以組合形式按照乘法原理形成四段循環(huán)兩兩導(dǎo)通的運(yùn)行順序。具體來(lái)說(shuō)是第一繞組單元第一繞組導(dǎo)通且第二繞組單元第一繞組導(dǎo)通一〉第二繞組單元第一繞組導(dǎo)通且第一繞組單元第二繞組導(dǎo)通一〉第一繞組單元第二繞組導(dǎo)通且第二繞組單元第二繞組導(dǎo)通一〉第二繞組單元第二繞組導(dǎo)通且第一繞組單元第一繞組導(dǎo)通。本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思是使繞組兩兩串聯(lián)均布于兩組開(kāi)關(guān)電路中，每個(gè)繞 組單元具有三只開(kāi)關(guān)管，每個(gè)繞組單元的第二開(kāi)關(guān)管共用，節(jié)省了開(kāi)關(guān)管的數(shù)量，加電后人以導(dǎo)通的繞組均可接受到全電壓，效率高。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需的開(kāi)關(guān)管數(shù)量少，加電時(shí)任一導(dǎo)通的繞組均可接受到全電壓的優(yōu)點(diǎn)。

圖I為現(xiàn)有常用的雙極性電源型四相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器主電路。圖2為現(xiàn)有常用的不對(duì)稱半橋型四相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器主電路。圖3為本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D3，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型電梯拽引用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器的繞組開(kāi)關(guān)電路，包括包括外部輸入的直流電源Us和并聯(lián)連接的兩個(gè)繞組單元，直流電源Us加載于兩個(gè)繞組單元上；繞組單元包括串聯(lián)連接的第一繞組和第二繞組；每個(gè)繞組單元中有且僅有一個(gè)繞組通電；第一繞組的與第二繞組相連的一端連接第二開(kāi)關(guān)管和第二二極管的負(fù)端，第二開(kāi)關(guān)管的另一端連接電源的正輸出端，第二二極管的正端連接電源的負(fù)輸出端；第一繞組的另一端連接第一二極管的正端和第一開(kāi)關(guān)管，第一二極管的負(fù)端連接電源的正輸出端，第一開(kāi)關(guān)管的另一端連接電源的負(fù)輸出端；第二繞組的另一端連接第三二極管的正端和第三開(kāi)關(guān)管，第三二極管的負(fù)端連接電源的正輸出端，第三開(kāi)關(guān)管的另一端連接電源的負(fù)輸出端。繞組斷電后，由于繞組為電感性負(fù)載，繞組電流無(wú)法立即降為零度，利用二極管的單向?qū)ㄐ詫⒉糠蛛娔芊答伝仉娫?。具體如圖3所示，第一繞組單元包括電機(jī)繞組A、電子繞組C、二極管D1、D2、D3和開(kāi)關(guān)管T1、T2、T3 ；第二繞組單元包括電子繞組B、電子繞組D，二極管D4、D5、D6和開(kāi)關(guān)管T4、T5、T6。其中Dl和Tl串聯(lián)，Dl陰極接電源Us正極性端，Tl陰極接電源Us負(fù)極性端；T2和D2串聯(lián)，T2陽(yáng)極接電源Us正極性端，D2陽(yáng)極接電源Us負(fù)極性端；D3和T3串聯(lián)，D3陰極接電源Us正極性端，T3陰極接電源Us負(fù)極性端；D4和T4串聯(lián)，D4陰極接電源Us正極性端，T4陰極接電源Us負(fù)極性端；T5和D5串聯(lián)，T5陽(yáng)極接電源Us正極性端，D5陽(yáng)極接電源Us負(fù)極性端；D6和T6串聯(lián)，D6陰極接電源Us正極性端，T6陰極接電源Us負(fù)極性端；A和C相繞組串聯(lián)，兩端分別跨接在Dl和Tl連接點(diǎn)、D3和T3連接點(diǎn)處，其中A、C串聯(lián)連接點(diǎn)處與T2、D2串聯(lián)連接點(diǎn)重合；B和D相繞組串聯(lián)，兩端分別跨接在D4和T4連接點(diǎn)、D6和T6連接點(diǎn)處，其中B、D串聯(lián)連接點(diǎn)處與T5、D5串聯(lián)連接點(diǎn)重合。兩個(gè)繞組單元的繞組以組合形式按照乘法原理形成四段循環(huán)兩兩導(dǎo)通的運(yùn)行順序。具體來(lái)說(shuō)是第一繞組單元第一繞組導(dǎo)通且第二繞組單元第一繞組導(dǎo)通一〉第二繞組單元第一繞組導(dǎo)通且第一繞組單元第二繞組導(dǎo)通一〉第一繞組單元第二繞組導(dǎo)通且第二繞組單元第二繞組導(dǎo)通一〉第二繞組單元第二繞組導(dǎo)通且第一繞組單元第一繞組導(dǎo)通。結(jié)合圖3，電機(jī)的四相繞組按照AB—BC — CD—DA順序分為四段循環(huán) 兩兩導(dǎo)通，譬如AB兩相繞組需要導(dǎo)通，則開(kāi)關(guān)管T2、Tl、T5、T4閉合，隨著轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)，接下來(lái)需要A相繞組斷電而B(niǎo)C兩相繞組開(kāi)通，則Tl開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，T3開(kāi)關(guān)管閉合，依次類推，下一步是⑶相，開(kāi)關(guān)管T4斷開(kāi)T6閉合，直到變換四次一個(gè)循環(huán)，如此反復(fù)，則電機(jī)運(yùn)行。本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思是使繞組兩兩串聯(lián)均布于兩組開(kāi)關(guān)電路中，每個(gè)繞組單元具有三只開(kāi)關(guān)管，每個(gè)繞組單元的第二開(kāi)關(guān)管共用，節(jié)省了開(kāi)關(guān)管的數(shù)量，加電后人以導(dǎo)通的繞組均可接受到全電壓，效率高。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需的開(kāi)關(guān)管數(shù)量少，加電時(shí)任一導(dǎo)通的繞組均可接受到全電壓的優(yōu)點(diǎn)。本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.電梯拽引用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器的繞組開(kāi)關(guān)電路，其特征在于包括外部輸入的直流電源和并聯(lián)連接的兩個(gè)繞組單元，直流電源加載于兩個(gè)繞組單元上；繞組單元包括串聯(lián)連接的第一繞組和第二繞組；每個(gè)繞組單元中有且僅有一個(gè)繞組通電； 第一繞組的與第二繞組相連的一端連接第二開(kāi)關(guān)管和第二二極管的負(fù)端，第二開(kāi)關(guān)管的另一端連接電源的正輸出端，第二二極管的正端連接電源的負(fù)輸出端；第一繞組的另一端連接第一二極管的正端和第一開(kāi)關(guān)管，第一二極管的負(fù)端連接電源的正輸出端，第一開(kāi)關(guān)管的另一端連接電源的負(fù)輸出端；第二繞組的另一端連接第三二極管的正端和第三開(kāi)關(guān)管，第三二極管的負(fù)端連接電源的正輸出端，第三開(kāi)關(guān)管的另一端連接電源的負(fù)輸出端。
2.如權(quán)利要求I所述的電梯拽引用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器的繞組開(kāi)關(guān)電路，其特征在于兩個(gè)繞組單元的繞組以組合形式按照乘法原理形成四段循環(huán)兩兩導(dǎo)通的運(yùn)行順序。
3.如權(quán)利要求2所述的電梯拽引用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器的繞組開(kāi)關(guān)電路，其特征在于第一繞組單元第一繞組導(dǎo)通且第二繞組單元第一繞組導(dǎo)通一〉第二繞組單元第一繞組導(dǎo)通且第一繞組單元第二繞組導(dǎo)通一〉第一繞組單元第二繞組導(dǎo)通且第二繞組單元第二繞組導(dǎo)通一〉第二繞組單元第二繞組導(dǎo)通且第一繞組單元第一繞組導(dǎo)通。
專利摘要電梯拽引用開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率變換器的繞組開(kāi)關(guān)電路，包括直流電源和繞組單元；繞組單元包括第一繞組和第二繞組；每個(gè)繞組單元中有且僅有一個(gè)繞組通電；第一繞組的與第二繞組相連的一端連接第二開(kāi)關(guān)管和第二二極管的負(fù)端，第二開(kāi)關(guān)管的另一端連接電源的正輸出端，第二二極管的正端連接電源的負(fù)輸出端；第一繞組的另一端連接第一二極管的正端和第一開(kāi)關(guān)管，第一二極管的負(fù)端連接電源的正輸出端，第一開(kāi)關(guān)管的另一端連接電源的負(fù)輸出端；第二繞組的另一端連接第三二極管的正端和第三開(kāi)關(guān)管，第三二極管的負(fù)端連接電源的正輸出端，第三開(kāi)關(guān)管的另一端連接電源的負(fù)輸出端。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需的開(kāi)關(guān)管數(shù)量少的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M1/36GK202455255SQ20122007128
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者徐慧英, 朱信忠 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)