專利名稱：開關磁阻電機的變換器及控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電機設備領域，尤其涉及一種開關磁阻電機的變換器及控制系統(tǒng)。
背景技術：
開關磁阻電機(Switched Reluctance Motor, SRM)具有結(jié)構(gòu)簡單牢固、壽命長、控制靈活、較寬轉(zhuǎn)速及功率控制范圍等優(yōu)點，廣泛應用在交通運輸、民用電動車、家用電器、通用工業(yè)、航空航天、國防工業(yè)等眾多領域。電解電容是當前SRM控制器的重要組成部分，作為控制系統(tǒng)的儲能元件，用于穩(wěn)定控制器系統(tǒng)的直流母線電壓，但SRM控制系統(tǒng)電解電容的引入，增加了體積和成本，降低了系統(tǒng)功率因數(shù)，減少了系統(tǒng)壽命等。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例的目的在于提供一種無電解電容、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、壽命長的開關磁阻電機功率變換器，旨在解決具有電解電容的SRM控制系統(tǒng)的存在體積大和成本高，系統(tǒng)功率因數(shù)和系統(tǒng)壽命低的問題。本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種開關磁阻電機的變換器，所述開關磁阻電機包括多相繞組，所述開關磁阻電機的變換器包括:輸入端與交流電源的一個輸出端連接、正極輸出端與第一直流母線連接、負極輸出端與第二直流母線連接的整流單元；串聯(lián)連接在所述第一直流母線和第二直流母線之間，且串聯(lián)連接的節(jié)點與所述交流電源的另一個輸出端連接的兩個無極性電容；交流輸入端與所述交流電源的另一個輸出端連接、正極輸入端與所述第一直流母線連接、負極輸入端與所述第二直流母線連接，且其中一個作為導通相功率電路利用PWM控制信號控制以驅(qū)動所述開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，另一個作為非導通相功率電路利用PWM控制信號控制以維持所述兩個無極性電容電壓平衡的第一繞組功率電路和第二繞組功率電路，其中，所述第一繞組功率電路和第二繞組功率電路均有多組。在優(yōu)選的實施例中，所述第一繞組功率電路包括第一端作為所述交流輸入端的一相繞組、低電位端與所述一相繞組的第二端連接的第一功率開關管以及第一端與所述一相繞組的第二端連接的第一續(xù)流器件，所述第一功率開關管的高電位端作為所述正極輸入端，所述第一續(xù)流器件的第二端作為所述負極輸入端；所述第二繞組功率電路包括作為所述交流輸入端的一相繞組的二相繞組、高電位端與所述二相繞組的第二端連接的第二功率開關管以及第二端與所述二相繞組的第二端連接的第二續(xù)流器件，所述第二功率開關管的低電位端作為所述負極輸入端，所述第二續(xù)流器件的第一端與作為所述正極輸入端，所述第一功率開關管和所述第二功率開關管的控制端均外接PWM控制信號。在優(yōu)選的實施例中，所述第一功率開關管和所述第二功率開關管均為N溝道MOS管，所述N溝道MOS管的柵極、源極及漏極依次為所述第一功率開關管和所述第二功率開關管的控制端、低電位端及高電位端；或所述第一功率開關管和所述第二功率開關管均為IGBT，所述IGBT的門極、集電極及發(fā)射極依次為所述第一功率開關管和所述第二功率開關管的控制端、低電位端及高電位端。在優(yōu)選的實施例中，所述第一續(xù)流器件和第二續(xù)流器件均為續(xù)流二極管，其中，所述第一續(xù)流器件的第一端、第二端分別為續(xù)流二極管的陽極、陰極，所述第二續(xù)流器件的第一端、第二端分別為續(xù)流二極管的陽極、陰極。在優(yōu)選的實施例中，所述第一續(xù)流器件和第二續(xù)流器件均為N溝道MOS管，其中，所述第一續(xù)流器件和所述第二續(xù)流器件兩者的第一端、第二端分別所述N溝道MOS管的漏極、源極，所述N溝道MOS管柵極外接PWM控制信號；或所述第一續(xù)流器件和第二續(xù)流器件均為IGBT，所述第一續(xù)流器件和所述第二續(xù)流器件兩者的第一端、第二端分別所述IGBT的發(fā)射極、集電極，所述IGBT門極外接PWM控制信號。上述開關磁阻電機的變換器通過用兩個無極性電容替換傳統(tǒng)的電解電容，減少了開關磁阻電機的體積及成本，增加了使用壽命，同時第一繞組功率電路和第二繞組功率電路在開關磁阻電機在轉(zhuǎn)動的過程中上述兩個電路中的一個用去驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動，另一個電路用于維持兩個無極性電容的電壓平衡，如此，利用PWM控制信號對非導通相電路的控制以對無極性電容進行充電，省略了需要增加額外電路模塊來對無極性電容進行充電，以維持兩個直流母線電壓的穩(wěn)定，保持開關磁阻電機工作穩(wěn)定。本實用新型實施例的另一目的在于提供一種開關磁阻電機的控制系統(tǒng)，所述開關磁阻電機包括多相繞組，所述開關磁阻電機的控制系統(tǒng)包括上述的開關磁阻電機的變換器，還包括:檢測所述交流電源的交流電壓信息的交流電壓檢測單元；檢測所述兩個無極性電容的直流電壓信息的直流母線電壓檢測單元；檢測所述開關磁阻電機的轉(zhuǎn)速信息的轉(zhuǎn)速檢測單元；根據(jù)所述交流電壓信息、直流電壓信息和電機轉(zhuǎn)速信息發(fā)出PWM控制信號控制所述導通相功率電路驅(qū)動所述開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，且利用PWM控制信號控制所述非導通相功率電路維持所述兩個無極性電容維持電壓平衡的主控制器。在優(yōu)選的實施例中，所述開關磁阻電機的控制系統(tǒng)包括還包括:檢測所述主功率電路的電流大小并發(fā)送到所述主控制器的過流檢測電路；連接于所述導通相功率電路與所述主控制器之間以及所述非導通相功率電路與所述主控制器之間，利用所述控制器發(fā)出的PWM控制信號驅(qū)動所述導通相功率電路和所述非導通相功率電路工作的驅(qū)動電路。上述開關磁阻電機的控制系統(tǒng)通過用兩個無極性電容替換傳統(tǒng)的電解電容，減少了開關磁阻電機的體積及成本，增加了使用壽命，同時在開關磁阻電機在轉(zhuǎn)動的過程中第一繞組功率電路和第二繞組功率電路中的一個用去驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動，另一個電路用于維持兩個無極性電容的電壓平衡，如此，利用控制器根據(jù)交流電壓信息、直流電壓信息和電機轉(zhuǎn)速信息的變化輸出PWM控制信號對非導通相電路的控制以對無極性電容進行充電，省略了需要增加額外電路模塊來對無極性電容進行充電，以維持兩個直流母線電壓的穩(wěn)定，保持開關磁阻電機工作穩(wěn)定。

圖1是本實用新型第一個實施例提供的開關磁阻電機的變換器電路原理圖；圖2 (a)是本實用新型第二個實施例提供的開關磁阻電機的變換器的電路原理圖；圖2 (b)是本實用新型第三個實施例提供的開關磁阻電機的變換器的電路原理圖；圖3是本實用新型實施例提供的開關磁阻電機的變換器中升降壓電路的電路原理圖；圖4 (a)是本實用新型實施例提供的開關磁阻電機的變換器在交流電處于正半周功率開關管導通時的工作電流線路圖；圖4 (b)是本實用新型實施例提供的開關磁阻電機的變換器在交流電處于正半周功率開關管關斷時的工作電流線路圖；圖4 (C)是本實用新型實施例提供的開關磁阻電機的變換器在交流電處于負半周功率開關管導通時的工作電流線路圖；圖4 (d)是本實用新型實施例提供的開關磁阻電機的變換器在交流電處于負半周功率開關管關斷時的工作電流線路圖；圖5是本實用新型實施例提供的開關磁阻電機的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為了使本實用新型要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖1所示，為一個優(yōu)選的實施例中的開關磁阻電機的變換器電路原理圖，開關磁阻電機(下面稱作電機)包括多相繞組，開關磁阻電機的變換器包括整流單元100、兩個無極性電容Cl和C2、多組第一繞組功率電路320、多組第二繞組功率電路340。整流單元100的輸入端與交流電源AC的一個輸出端連接、正極輸出端與第一直流母線202連接、負極輸出端與第二直流母線204連接；兩個無極性電容Cl和C2串聯(lián)連接在第一直流母線202和第二直流母線204之間，兩個無極性電容Cl和C2串聯(lián)連接的節(jié)點a與交流電源AC的另一個輸出端連接。第一繞組功率電路320和第二繞組功率電路340的交流輸入端與交流電源的AC另一個輸出端連接、正極輸入端與所述第一直流母線202連接、負極輸入端與所述第二母線連接，且第一繞組功率電路320和第二繞組功率電路340中其中一個作為導通相功率電路利用PWM控制信號控制以驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，另一個作為非導通相功率電路利用PWM控制信號控制以維持兩個無極性電容Cl和C2電壓平衡。即第一繞組功率電路320和第二繞組功率電路340的交流輸入端與交流電源AC的另一個輸出端連接、正極輸入端與第一直流母線202連接、負極輸入端與第二直流母線204連接，第一繞組功率電路320和第二繞組功率電路340中驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動的為導通相功率電路、維持兩個無極性電容Cl和C2電壓平衡的為非導通相功率電路；利用PWM控制信號控制導通相功率電路驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，且利用PWM控制信號控制非導通相功率電路維持兩個無極性電容Cl和C2電壓平衡。上述開關磁阻電機的變換器通過用兩個無極性電容替換傳統(tǒng)的電解電容，減少了開關磁阻電機的體積及成本，增加了使用壽命，同時第一繞組功率電路320和第二繞組功率電路340在開關磁阻電機在轉(zhuǎn)動的過程中上述兩個電路中的一個用去驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動，另一個電路用于維持兩個無極性電容的電壓平衡，如此，利用PWM控制信號對非導通相電路的控制以對無極性電容進行充電，省略了需要增加額外電路模塊來對無極性電容進行充電，以維持兩個直流母線電壓的穩(wěn)定，保持開關磁阻電機工作穩(wěn)定。在其中一個的實施例中，上述的兩個無極性電容Cl和C2均可以分別用若干個無極性電容串并聯(lián)替換。在優(yōu)選的實施例中，第一繞組功率電路320包括第一端作為交流輸入端的一相繞組L1、低電位端與一相繞組LI的第二端連接的第一功率開關管322以及第一端與一相繞組LI的第二端連接的第一續(xù)流器件324，第一功率開關管322的高電位端作為正極輸入端，第一續(xù)流器件324的第二端作為負極輸入端；第二繞組功率電路340包括作為交流輸入端的一相繞組LI的二相繞組L2、高電位端與二相繞組L2的第二端連接的第二功率開關管342以及第二端與二相繞組L2的第二端連接的第二續(xù)流器件344，第二功率開關管342的低電位端作為負極輸入端，第二續(xù)流器件344的第一端與作為正極輸入端，第一功率開關管322和第二功率開關管342的控制端均外接PWM控制信號。在優(yōu)選的實施例中，如圖2 (a)所示，第一功率開關管322和第二功率開關管342均為N溝道MOS管，N溝道MOS管的柵極、源極及漏極依次為第一功率開關管322和第二功率開關管342的控制端、低電位端及高電位端。其中，第一功率開關管322為N溝道MOS管Q1，第二功率開關管342為N溝道MOS管Q2?；蛘撸鐖D2 (b)所示，第一功率開關管322和第二功率開關管342均為IGBT，IGBT的門極、集電極及發(fā)射極依次為第一功率開關管322和第二功率開關管342的控制端、低電位端及高電位端。其中，第一功率開關管322為N溝道IGBT (Q3)，第二功率開關管342為IGBT (Q4)。在優(yōu)選的實施例中，如圖2 (a)所示，第一續(xù)流器件324和第二續(xù)流器件344均為續(xù)流二極管，其中，第一續(xù)流器件324的第一端、第二端分別為續(xù)流二極管的陽極、陰極，第二續(xù)流器件344的第一端、第二端分別為續(xù)流二極管的陽極、陰極。在另一個優(yōu)選的實施例中，第一續(xù)流器件324和第二續(xù)流器件344均為N溝道MOS管。第一續(xù)流器件324和第二續(xù)流器件344兩者的第一端、第二端分別N溝道MOS管的漏極、源極，N溝道MOS管柵極外接PWM控制信號(圖未示)。或者，如圖2 (b)所示，第一續(xù)流器件324和第二續(xù)流器件344均為IGBT，第一續(xù)流器件324和第二續(xù)流器件344兩者的第一端、第二端分別IGBT的發(fā)射極、集電極，IGBT門極外接PWM控制信號。本實施例中，第一續(xù)流器件324為N溝道IGBT (Q5)，第二續(xù)流器件344為IGBT (Q6)。在優(yōu)選的實施例中，整流單元100為半波整流，其包括二極管D3和二極管D4，二極管D3的陽極、二極管D4的陰極均與交流電源AC的一個輸出端連接，二極管D3的陰極與第一直流母線202連接，二極管D4的陽極與第二直流母線204連接。在其他實施例中，整流單元100可以為全波整流。如圖3所示，以第一功率開關管322為N溝道MOS管Ql，第二續(xù)流器件344為N溝道MOS管Q2，第一續(xù)流器件324和第二續(xù)流器件344分別為續(xù)流二極管D1、續(xù)流二極管D2作為一個實施例說明。此時第一繞組功率電路320為導通相功率電路，第二繞組功率電路340為非導通相功率電路，那么第一繞組功率電路320驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，第二繞組功率電路340維持兩個無極性電容Cl和C2電壓平衡，圖3中粗線條所標出的線路為典型的BUCK-B00ST電路(升降壓斬波電路)，第一繞組功率電路320中的無極性電容Cl需要給電機的一相繞組LI供電使得其電量下降，那么第二繞組功率電路340和無極性電容C2組成BUCK-B00ST電路給無極性電容Cl充電以維持兩個無極性電容Cl和C2的電壓平衡以維持兩個直流母線電壓的穩(wěn)定，保持開關磁阻電機工作穩(wěn)定。同理，當開關磁阻電機的變換器進入第二繞組功率電路340驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，第一繞組功率電路320維持兩個無極性電容Cl和C2電壓平衡時，無極性電容C2需要給電機的二相繞組L2供電使得其電量下降，那么第一繞組功率電路320和無極性電容Cl組成BUCK-B00ST電路給無極性電容C2充電(圖未示出)。下面將結(jié)合附圖4以第一繞組功率電路320驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，第二繞組功率電路340維持兩個無極性電容Cl和C2電壓平衡為實施例，其中，以第一功率開關管322和第二功率開關管342均為N溝道MOS管，第一續(xù)流器件324和第二續(xù)流器件344均為續(xù)流二極管為例，說明開關磁阻電機的變換器的幾種工作狀態(tài)。由于受交流電周期的影響，無極性電容Cl的電容電壓會存在波動，所以N溝道MOS管Ql必須采用PWM控制信號進行控制，以彌補交流電周期變換對無極性電容Cl電容電壓波動造成的影響。當交流電處于正半周時，當N溝道MOS管Ql導通，工作電流流經(jīng)路線如圖4 (a)粗黑線所示，交流電通過二極管D3給無極性電容Cl充電，一相繞組LI通電，在交流電正半周過零點后，PWM控制信號占空比隨著交流電壓的升高逐漸降低，到達峰值時，PWM控制信號占空比最小，過零點及交流電壓大小通過交流電壓檢測電路實現(xiàn)。當N溝道MOS管Ql關斷，工作電流流經(jīng)路線如圖4 (b)粗黑線所示，則交流電通過二極管D3給無極性電容Cl充電，一相繞組LI中的儲存能量將通過續(xù)流二極管Dl對無極性電容C2充電。此時交流電處于負半周，當N溝道MOS管Ql導通，工作電流流經(jīng)路線如圖4 (C)粗黑線所示，此時無極性電容Cl通過N溝道MOS管Ql給一相繞組LI通電，電機可以持續(xù)運轉(zhuǎn)，交流電通過二極管D4給無極性電容C2充電。N溝道MOS管Ql的PWM控制信號的占空比僅由電機的轉(zhuǎn)速速決定。在此工作過程中，由于無極性電容Cl向一相繞組LI相通電，會導致無極性電容Cl電壓降低，因此無極性電容Cl消耗的能量可由第二繞組功率電路340(非導通相功率電路)及無極性電容C2組成的升降壓電路充電以維持兩個無極性電容Cl和C2的電壓平衡。當N溝道MOS管Ql關斷，工作電流流經(jīng)路線如圖4 (d)粗黑線所示，一相繞組LI中的儲存能量將通過續(xù)流二級管Dl對無極性電容C2充電，同時交流電通過二極管D4給無極性電容C2充電。同理，可以理解的是，以第二繞組功率電路340驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，第一繞組功率電路320維持兩個無極性電容Cl和C2電壓平衡工作時，其工作原理與上述一樣，這里就不在贅述。終上所述，該開關磁阻電機的變換器有三種方式可以對兩個無極性電容Cl和C2進行充電以維持兩者的電壓平衡進而維持兩個直流母線(第一直流母線202和第二直流母線204)電壓的穩(wěn)定。第一種是通過交流電源AC直接對兩個無極性電容Cl和C2充電；第二種是利用電機的繞組中的儲存能量通過續(xù)流二級管Dl和續(xù)流二極管D2分別對兩個無極性電容Cl和C2充電；第三種是，通過非導通相功率電路及其中一個無極性電容組成的升降壓電路對另一個無極性電容充電。本實用新型實施例的另一目的在于提供一種開關磁阻電機的控制系統(tǒng)，如圖5所示，開關磁阻電機包括多相繞組，開關磁阻電機的控制系統(tǒng)包括上述的開關磁阻電機的變換器，還包括交流電壓檢測單元400、直流母線電壓檢測單元500、轉(zhuǎn)速檢測單元600以及主控制器700。交流電壓檢測單元400檢測交流電源AC的交流電壓信息；直流母線電壓檢測單元500檢測兩個無極性電容Cl和C2的直流電壓信息；轉(zhuǎn)速檢測單元600檢測開關磁阻電機的轉(zhuǎn)速信息；主控制器700根據(jù)交流電壓信息、直流電壓信息和電機轉(zhuǎn)速信息發(fā)出PWM控制信號控制導通相功率電路驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，且利用PWM控制信號控制非導通相功率電路維持兩個無極性電容Cl和C2電壓平衡。上述開關磁阻電機的控制系統(tǒng)通過用兩個無極性電容Cl和C2替換傳統(tǒng)的電解電容，減少了開關磁阻電機的體積及成本，增加了使用壽命，同時在開關磁阻電機在轉(zhuǎn)動的過程中第一繞組功率電路320和第二繞組功率電路340中的一個用去驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動，另一個電路用于維持兩個無極性電容Cl和C2的電壓平衡，如此，利用控制器根據(jù)交流電壓信息、直流電壓信息和電機轉(zhuǎn)速信息的變化輸出PWM控制信號對非導通相電路的控制以對無極性電容進行充電，省略了需要增加額外電路模塊來對無極性電容進行充電，以維持兩個直流母線電壓的穩(wěn)定，保持開關磁阻電機工作穩(wěn)定。開關磁阻電機的變換器的電路原理如上所述，這里不再贅述。具體地，主控制器700包括與轉(zhuǎn)速檢測單元600連接的轉(zhuǎn)速判斷模塊、與交流電壓檢測單元400連接的電壓判斷模塊以及分別與轉(zhuǎn)速判斷模塊和電壓判斷模塊連接的控制模塊。轉(zhuǎn)速判斷模塊判斷轉(zhuǎn)速是否小于等于預設值。本實施例中，預設值為3000轉(zhuǎn)/每分鐘。在其他實施例中，預設值可以是2500轉(zhuǎn)/每分鐘，也可以是3500轉(zhuǎn)/每分鐘。若轉(zhuǎn)速小于等于預設值時，控制模塊根據(jù)交流電壓信息調(diào)制用于控制導通相功率電路的PWM控制信號的占空比以驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，控制模塊根據(jù)直流電壓信息調(diào)制用于控制非導通相功率電路的PWM控制信號以維持兩個無極性電容Cl和C2電壓平衡。在更具體的實施例中，電壓判斷模塊判斷交流電壓是否在正半周。若電壓在正半周，則控制模塊根據(jù)交流電壓信息調(diào)制用于控制導通相功率電路的PWM控制信號的占空比以驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，控制模塊根據(jù)直流電壓信息調(diào)制用于控制非導通相功率電路的PWM控制信號以維持兩個無極性電容Cl和C2電壓平衡；若電壓在負半周，則控制模塊固定用于控制導通相功率電路的PWM控制信號的占空比以驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，控制模塊根據(jù)直流電壓信息調(diào)制于控制非導通相功率電路的PWM控制信號以維持兩個無極性電容Cl和C2電壓平衡。在優(yōu)選的實施例中，導通相功率電路利用單脈沖PWM控制信號控制以驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，非導通相電路不工作的步驟具體為:若轉(zhuǎn)速大于預設值時，控制模塊利用單脈沖PWM控制信號控制導通相功率電路以驅(qū)動開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，非導通相功率電路不工作。在更具體的實施例中，電壓判斷模塊判斷判斷交流電壓是否在正半周，若電壓在正半周，則控制模塊根據(jù)轉(zhuǎn)速調(diào)制用于控制導通相功率電路的單脈沖PWM控制信號周期，控制模塊根據(jù)交流電壓信息調(diào)制用于控制導通相功率電路的單脈沖PWM控制信號的占空比；若電壓在負半周，則根據(jù)轉(zhuǎn)速調(diào)制用于控制導通相功率電路的PWM控制信號的占空比。在優(yōu)選的實施例中，開關磁阻電機的控制系統(tǒng)包括還包括過流檢測電路800和驅(qū)動電路900。過流檢測電路用800于檢測主功率電路的電流大小并發(fā)送到主控制器700 ； 驅(qū)動電路900連接于導通相功率電路與主控制器700之間以及非導通相功率電路與主控制器700之間，驅(qū)動電路900利用控制器700發(fā)出的PWM控制信號驅(qū)動導通相功率電路和非導通相功率電路工作。具體是通過控制導通相功率電路和導通相功率電路上的第一功率開關管322和第二功率開關管342以控制導通相功率電路和非導通相功率電路工作的。 以所述上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種開關磁阻電機的變換器，所述開關磁阻電機包括多相繞組，其特征在于，所述開關磁阻電機的變換器包括: 輸入端與交流電源的一個輸出端連接、正極輸出端與第一直流母線連接、負極輸出端與第二直流母線連接的整流單元； 串聯(lián)連接在所述第一直流母線和第二直流母線之間，且串聯(lián)連接的節(jié)點與所述交流電源的另一個輸出端連接的兩個無極性電容； 交流輸入端與所述交流電源的另一個輸出端連接、正極輸入端與所述第一直流母線連接、負極輸入端與所述第二母線連接，且其中一個作為導通相功率電路利用PWM控制信號控制以驅(qū)動所述開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，另一個作為非導通相功率電路利用PWM控制信號控制以維持所述兩個無極性電容電壓平衡的第一繞組功率電路和第二繞組功率電路，其中，所述第一繞組功率電路和第二繞組功率電路均有多組。
2.如權(quán)利要求1所述的開關磁阻電機的變換器，其特征在于，所述第一繞組功率電路包括第一端作為所述交流輸入端的一相繞組、低電位端與所述一相繞組的第二端連接的第一功率開關管以及第一端與所述一相繞組的第二端連接的第一續(xù)流器件，所述第一功率開關管的高電位端作為所述正極輸入端，所述第一續(xù)流器件的第二端作為所述負極輸入端； 所述第二繞組功率電路包括作為所述交流輸入端的一相繞組的二相繞組、高電位端與所述二相繞組的第二端連接的第二功率開關管以及第二端與所述二相繞組的第二端連接的第二續(xù)流器件，所述第二功率開關管的低電位端作為所述負極輸入端，所述第二續(xù)流器件的第一端與作為所述正極輸入端，所述第一功率開關管和所述第二功率開關管的控制端均外接PWM控制信號。
3.如權(quán)利要求2所述的開關磁阻電機的變換器，其特征在于，所述第一功率開關管和所述第二功率開關管均為N溝道MOS管，所述N溝道MOS管的柵極、源極及漏極依次為所述第一功率開關管和所述第二功率開關管的控制端、低電位端及高電位端； 或所述第一功率開關管和所述第二功率開關管均為IGBT，所述IGBT的門極、集電極及發(fā)射極依次為所述第一功率開關管和所述第二功率開關管的控制端、低電位端及高電位端。
4.如權(quán)利要求2所述的開關磁阻電機的變換器，其特征在于，所述第一續(xù)流器件和第二續(xù)流器件均為續(xù)流二極管，其中，所述第一續(xù)流器件的第一端、第二端分別為續(xù)流二極管的陽極、陰極，所述第二續(xù)流 器件的第一端、第二端分別為續(xù)流二極管的陽極、陰極。
5.如權(quán)利要求2所述的開關磁阻電機的變換器，其特征在于，所述第一續(xù)流器件和第二續(xù)流器件均為N溝道MOS管，其中，所述第一續(xù)流器件和所述第二續(xù)流器件兩者的第一端、第二端分別所述N溝道MOS管的漏極、源極，所述N溝道MOS管柵極外接PWM控制信號； 或所述第一續(xù)流器件和第二續(xù)流器件均為IGBT，所述第一續(xù)流器件和所述第二續(xù)流器件兩者的第一端、第二端分別所述IGBT的發(fā)射極、集電極，所述IGBT門極外接PWM控制信號。
6.一種開關磁阻電機的控制系統(tǒng)，所述開關磁阻電機包括多相繞組，其特征在于，所述開關磁阻電機的控制系統(tǒng)包括如權(quán)利要求1或2所述的開關磁阻電機的變換器，還包括: 檢測所述交流電源的交流電壓信息的交流電壓檢測單元； 檢測所述兩個無極性電容的直流電壓信息的直流母線電壓檢測單元；檢測所述開關磁阻電機的轉(zhuǎn)速信息的轉(zhuǎn)速檢測單元； 根據(jù)所述交流電壓信息、直流電壓信息和電機轉(zhuǎn)速信息發(fā)出PWM控制信號控制所述導通相功率電路驅(qū)動所述開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，且利用PWM控制信號控制所述非導通相功率電路維持所述兩個無極性電容維持電壓平衡的主控制器。
7.如權(quán)利要求6所述的開關磁阻電機的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開關磁阻電機的控制系統(tǒng)包括還包括: 檢測所述主功率電路的電流大小并發(fā)送到所述主控制器的過流檢測電路； 連接于所述導通相功率電路與所述主控制器之間以及所述非導通相功率電路與所述主控制器之間，利用所述控制器發(fā)出的PWM控制信號驅(qū)動所述導通相功率電路和所述非導通相功率電路工 作的驅(qū)動 電路。
專利摘要本實用新型適用于電機設備領域，提供了一種開關磁阻電機的變換器，所述開關磁阻電機包括多相繞組，所述開關磁阻電機的變換器包括整流單元、無極性電容、多組第一繞組功率電路、多組第二繞組功率電路利用PWM控制信號控制所述導通相功率電路驅(qū)動所述開關磁阻電機轉(zhuǎn)動，且利用PWM控制信號控制所述非導通相功率電路維持所述無極性電容維持電壓平衡。上述開關磁阻電機的變換器通過用無極性電容替換傳統(tǒng)的電解電容，減少了開關磁阻電機的體積及成本，提升了系統(tǒng)壽命，利用PWM控制信號對非導通相電路的控制以對無極性電容進行充電，以維持兩個直流母線電壓的穩(wěn)定，保持開關磁阻電機工作穩(wěn)定。本實用新型還提供了一種開關磁阻電機的控制系統(tǒng)。
文檔編號H02M7/217GK203057006SQ20122060943
公開日2013年7月10日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者張衛(wèi)豐, 李廷吉 申請人:捷和電機(深圳)有限公司