本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，具體涉及一種可直接傳動(dòng)電動(dòng)汽車的開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)正逐漸趨向于無級(jí)變速、高可靠性、數(shù)字化的方向發(fā)展。研究并開發(fā)可實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速運(yùn)行、高可靠性、數(shù)字化調(diào)速來直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的新型電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，已成為電氣傳動(dòng)領(lǐng)域前沿性創(chuàng)新研究工作的新發(fā)展趨勢(shì)和重要方向。

環(huán)境問題日益嚴(yán)重的今天，發(fā)展綠色交通成為一個(gè)重要的課題，電動(dòng)汽車具有無污染、低噪音等特點(diǎn)，成為比較理想的交通工具。

目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，不能無級(jí)變速。若由直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速傳動(dòng)，其直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)偏高、維護(hù)困難且壽命較短。若由感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速傳動(dòng)，其系統(tǒng)控制方案采用矢量變換控制或直接轉(zhuǎn)矩控制，但實(shí)現(xiàn)矢量變換或直接轉(zhuǎn)矩控制計(jì)算復(fù)雜，且其低速力矩小、低速性能不佳。因此，急需設(shè)計(jì)一種低速轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，可以直接傳動(dòng)電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是：提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，且低速轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，實(shí)現(xiàn)可直接傳動(dòng)電動(dòng)汽車的開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種電動(dòng)汽車用開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：包括四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M和四相不對(duì)稱半橋式功率變換器，所述四相不對(duì)稱半橋式功率變換器各相的上管和下管分別與四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M相對(duì)應(yīng)的相繞組相連；所述四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M上設(shè)有轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器和電流檢測(cè)器；

所述四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M包括A、B、C、D四相繞組，其中：

A相繞組包含A1、A2、A3、A4四個(gè)定子凸極，且A1、A2、A3、A4四個(gè)定子凸極上的集中繞組串聯(lián)構(gòu)成A相繞組，

B相繞組包含B1、B2、B3、B4四個(gè)定子凸極，且B1、B2、B3、B4四個(gè)定子凸極上的集中繞組串聯(lián)構(gòu)成B相繞組，

C相繞組包含C1、C2、C3、C4四個(gè)定子凸極，且C1、C2、C3、C4四個(gè)定子凸極上的集中繞組串聯(lián)構(gòu)成C相繞組，

D相繞組包含D1、D2、D3、D4四個(gè)定子凸極，且D1、D2、D3、D4四個(gè)定子凸極上的集中繞組串聯(lián)構(gòu)成D相繞組。

在上述技術(shù)方案中，所述四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M的A相繞組的A1、A2、A3、A4四個(gè)定子凸極采用NSNS極性分布，B相繞組的B1、B2、B3、B4四個(gè)定子凸極采用NSNS極性分布，C相繞組的C1、C2、C3、C4四個(gè)定子凸極采用NSNS極性分布，D相繞組的D1、D2、D3、D4四個(gè)定子凸極采用NSNS極性分布，A、B、C、D四相繞組之間采用NSSN或SNNS的極性分布。

在上述技術(shù)方案中，所述四相不對(duì)稱半橋式功率變換器的主開關(guān)型號(hào)為MOSFET或IGBT。

本實(shí)用新型所具有的積極效果是：由于本實(shí)用新型包括四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M和四相不對(duì)稱半橋式功率變換器，所述四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M包括A、B、C、D四相繞組，本實(shí)用新型的四相16/12極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的各相繞組相互獨(dú)立，具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，傳動(dòng)效率高，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，功耗小等優(yōu)點(diǎn)；所述四相不對(duì)稱半橋式功率變換器各相的上管和下管分別與四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M相對(duì)應(yīng)的相繞組相連，這樣，四相不對(duì)稱半橋式功率變換器為單極性功率變換器，它提供單方向電流激勵(lì)，且每個(gè)功率開關(guān)器件均直接與四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M的繞組相串聯(lián)，避免了直通短路現(xiàn)象，具有較高的運(yùn)行可靠性和容錯(cuò)能力，使得四相不對(duì)稱半橋式功率變換器能夠直接驅(qū)動(dòng)四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M的動(dòng)作；又由于所述四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M上設(shè)有轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器和電流檢測(cè)器，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器提供電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信息以決定繞組的開通與關(guān)斷，電流檢測(cè)器提供電流信息完成電流斬波控制或采取相應(yīng)的保護(hù)措施以防止過電流；因此，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，且低速轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)可直接傳動(dòng)電動(dòng)汽車的目的。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一種四相16/12極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的拓?fù)潆娐吩硎疽鈭D。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖以及給出的實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此。

如圖1、2、3所示，一種電動(dòng)汽車用開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M和四相不對(duì)稱半橋式功率變換器1，所述四相不對(duì)稱半橋式功率變換器1各相的上管和下管分別與四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M相對(duì)應(yīng)的相繞組相連；所述四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M上設(shè)有轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器2和電流檢測(cè)器3；

所述四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M包括A、B、C、D四相繞組，其中：

A相繞組包含A1、A2、A3、A4四個(gè)定子凸極，且A1、A2、A3、A4四個(gè)定子凸極上的集中繞組串聯(lián)構(gòu)成A相繞組，

B相繞組包含B1、B2、B3、B4四個(gè)定子凸極，且B1、B2、B3、B4四個(gè)定子凸極上的集中繞組串聯(lián)構(gòu)成B相繞組，

C相繞組包含C1、C2、C3、C4四個(gè)定子凸極，且C1、C2、C3、C4四個(gè)定子凸極上的集中繞組串聯(lián)構(gòu)成C相繞組，

D相繞組包含D1、D2、D3、D4四個(gè)定子凸極，且D1、D2、D3、D4四個(gè)定子凸極上的集中繞組串聯(lián)構(gòu)成D相繞組。

如圖2所示，為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M具有低速轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn)，所述四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M的A相繞組的A1、A2、A3、A4四個(gè)定子凸極采用NSNS極性分布，B相繞組的B1、B2、B3、B4四個(gè)定子凸極采用NSNS極性分布，C相繞組的C1、C2、C3、C4四個(gè)定子凸極采用NSNS極性分布，D相繞組的D1、D2、D3、D4四個(gè)定子凸極采用NSNS極性分布，A、B、C、D四相繞組之間采用NSSN或SNNS的極性分布。

本實(shí)用新型所述四相不對(duì)稱半橋式功率變換器1的主開關(guān)型號(hào)為MOSFET或IGBT。

如圖3所示，是本實(shí)用新型的拓?fù)潆娐吩硎疽鈭D，其中:

U_S為直流勵(lì)磁電源，

C為電容，

S1~S8—功率開關(guān)管，型號(hào)可為MOSFET或IGBT，

D1~D8—續(xù)流二極管。

本實(shí)用新型所述轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器2提供電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信息以決定繞組的開通與關(guān)斷，電流檢測(cè)器3提供電流信息完成電流斬波控制或采取相應(yīng)的保護(hù)措施以防止過電流。

本實(shí)用新型使用時(shí)，所述四相不對(duì)稱半橋式功率變換器1與DSP或單片機(jī)相連，通過轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器2檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，由DSP或單片機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器2的輸出信號(hào)，判斷定、轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置；接著DSP或單片機(jī)輸出控制信號(hào)，用來控制四相不對(duì)稱半橋式功率變換器1的上管和下管的導(dǎo)通和關(guān)斷，使電源對(duì)四相16/12極開關(guān)磁阻電機(jī)M的相繞組通電和斷電，吸引轉(zhuǎn)子向定、轉(zhuǎn)子間最小磁阻位置方向旋轉(zhuǎn)。

因此，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，且低速轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)可直接傳動(dòng)電動(dòng)汽車的目的。同時(shí)，本實(shí)用新型在惡劣條件下還具有調(diào)速性能良好、控制靈活、工作可靠性高、容錯(cuò)性好、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。