開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，屬于電機領(lǐng)域。本發(fā)明為解決現(xiàn)有開關(guān)磁阻電機驅(qū)動功率結(jié)構(gòu)的各相繞組在關(guān)斷續(xù)流時能量回饋給電源，電源電壓不會升高，續(xù)流時間短，系統(tǒng)工作效率低的問題。本發(fā)明包括A相繞組、B相繞組、C相繞組、電源濾波電容C0、六個開關(guān)管S1、S2、S3、S4、S5和S6、六個續(xù)流二極管D1、D3、D5、Dab、Dbc和Dca；還包括三個隔離反回流二極管D2、D4、D6、A相繞組母線電容Cca、B相繞組母線電容Cab和C相繞組母線電容Cbc。所述六個開關(guān)管S1、S2、S3、S4、S5和S6結(jié)構(gòu)相同。本發(fā)明用于開關(guān)磁阻電機中。
【專利說明】開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，屬于電機領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的開關(guān)磁阻電機驅(qū)動半對稱功率電路如圖1所示，每相繞組采用兩個主開關(guān)，兩個緩流ニ極管。當(dāng)兩個主開關(guān)SI，S2導(dǎo)通吋，將繞組接至直流電源而形成電流；當(dāng)SI，S2關(guān)斷時，經(jīng)Dl——A相繞組——Dab續(xù)流。各相繞組的母線連接在一起，電壓都與電源電壓V相等；各相繞組在關(guān)斷續(xù)流吋，能量直接回饋給電源，電源電壓不會升高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有開關(guān)磁阻電機驅(qū)動功率結(jié)構(gòu)的各相繞組在關(guān)斷續(xù)流時能量回饋給電源，電源電壓不會升高，續(xù)流時間短，系統(tǒng)工作效率低的問題，提供了ー種開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明所述開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它包括A相繞組、B相繞組、C相繞組、電源濾波電容CO、六個開關(guān)管S1、S2、S3、S4、S5和S6、六個續(xù)流ニ極管D1、D3、D5、Dab、Dbc 和 Dca ；
[0005]供電電源V的正極同時連接開關(guān)管SI的源極、續(xù)流ニ極管Dab的陰極、開關(guān)管S3的源極、續(xù)流ニ極管Dbc的陰極、開關(guān)管S5的源極和續(xù)流ニ極管Dca的陰極，供電電源V的負(fù)極同時連接續(xù)流ニ極管Dl的陽極、開關(guān)管S2的漏極、續(xù)流ニ極管D3的陽極、開關(guān)管S4的漏極、續(xù)流ニ極管D5的陽極和開關(guān)管S6的漏極，續(xù)流ニ極管Dl的陽極接地，電源濾波電容CO并聯(lián)連接在供電電源V的兩極，A相繞組的一端同時連接開關(guān)管SI的漏極和續(xù)流ニ極管Dl的陰極，A相繞組的另一端同時連接續(xù)流ニ極管Dab的陽極和開關(guān)管S2的源扱，B相繞組的一端同時連接開關(guān)管S3的漏極和續(xù)流ニ極管D3的陰極，B相繞組的另一端同時連接續(xù)流ニ極管Dbc的陽極和開關(guān)管S4的源扱，C相繞組的一端同時連接開關(guān)管S5的漏極和續(xù)流ニ極管D5的陰極，C相繞組的另一端同時連接續(xù)流ニ極管Dca的陽極和開關(guān)管S6的源極；
[0006]所述開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還包括三個隔離反回流ニ極管D2、D4、D6、A相繞組母線電容Cca、B相繞組母線電容Cab和C相繞組母線電容Cbc ；
[0007]三個隔離反回流ニ極管D2、D4和D6的陽極同時連接在供電電源V的正極上，隔離反回流ニ極管D2的陰極連接開關(guān)管SI的源極和續(xù)流ニ極管Dca的陰極，隔離反回流ニ極管D4的陰極同時連接開關(guān)管S3的源極和續(xù)流ニ極管Dab的陰極，隔離反回流ニ極管D6的陰極同時連接連接開關(guān)管S5的源極和續(xù)流ニ極管Dbc的陰極；
[0008]B相繞組母線電容Cab的一端連接在續(xù)流ニ極管Dab的陰極上，另一端連接在開關(guān)管S2的漏極上，C相繞組母線電容Cbc的一端連接在續(xù)流ニ極管Dbc的陰極上，另一端連接在開關(guān)管S4的漏極上，A相繞組母線電容Cca的一端連接在續(xù)流ニ極管Dca的陰極上，另一端連接在開關(guān)管S5的漏極上。[0009]本發(fā)明的優(yōu)點:本發(fā)明提出一種開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用來驅(qū)動三相開關(guān)磁阻電機三相繞組，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用半對稱橋結(jié)構(gòu)，三相驅(qū)動橋電壓相互獨立，用三個ニ極管與電源分離，A相的續(xù)流電流給B相繞組母線充電，B相繞組續(xù)流電流給C相繞組母線充電，C相繞組續(xù)流電流給A相繞組母線充電。使得各項繞組在下個開通階段具有較高的母線電壓，同時使繞組續(xù)流時間縮短。該功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能有效地減小繞組電機勵磁上升時間，降低繞組電流關(guān)斷后的續(xù)流時間，提高系統(tǒng)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是開關(guān)磁阻電機ー相繞組半對稱驅(qū)動電路示意圖；
[0011]圖2是本發(fā)明所述開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路示意圖；
[0012]圖3是本發(fā)明所述A相繞組斬波工作時電流路徑示意圖；
[0013]圖4是本發(fā)明所述繞組工作時A相關(guān)斷給B相母線充電示意圖；
[0014]圖5是本發(fā)明所述繞組工作時B相開通利用充電后的電壓不意圖；圖6是本發(fā)明所述各相繞組工作電流和母線電壓示意圖。
【具體實施方式】
[0015]【具體實施方式】一:下面結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式所述軸開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它包括A相繞組、B相繞組、C相繞組、電源濾波電容CO、六個開關(guān)管 S1、S2、S3、S4、S5 和 S6、六個續(xù)流ニ極管 Dl、D3、D5、Dab、Dbc 和 Dca ；
[0016]供電電源V的正極同時連接開關(guān)管SI的源極、續(xù)流ニ極管Dab的陰極、開關(guān)管S3的源極、續(xù)流ニ極管Dbc的陰極、開關(guān)管S5的源極和續(xù)流ニ極管Dca的陰極，供電電源V的負(fù)極同時連接續(xù)流ニ極管Dl的陽極、開關(guān)管S2的漏極、續(xù)流ニ極管D3的陽極、開關(guān)管S4的漏極、續(xù)流ニ極管D5的陽極和開關(guān)管S6的漏極，續(xù)流ニ極管Dl的陽極接地，電源濾波電容CO并聯(lián)連接在供電電源V的兩極，A相繞組的一端同時連接開關(guān)管SI的漏極和續(xù)流ニ極管Dl的陰極，A相繞組的另一端同時連接續(xù)流ニ極管Dab的陽極和開關(guān)管S2的源扱，B相繞組的一端同時連接開關(guān)管S3的漏極和續(xù)流ニ極管D3的陰極，B相繞組的另一端同時連接續(xù)流ニ極管Dbc的陽極和開關(guān)管S4的源扱，C相繞組的一端同時連接開關(guān)管S5的漏極和續(xù)流ニ極管D5的陰極，C相繞組的另一端同時連接續(xù)流ニ極管Dca的陽極和開關(guān)管S6的源極；
[0017]所述開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還包括三個隔離反回流ニ極管D2、D4、D6、A相繞組母線電容Cca、B相繞組母線電容Cab和C相繞組母線電容Cbc ；
[0018]三個隔離反回流ニ極管D2、D4和D6的陽極同時連接在供電電源V的正極上，隔離反回流ニ極管D2的陰極連接開關(guān)管SI的源極和續(xù)流ニ極管Dca的陰極，隔離反回流ニ極管D4的陰極同時連接開關(guān)管S3的源極和續(xù)流ニ極管Dab的陰極，隔離反回流ニ極管D6的陰極同時連接連接開關(guān)管S5的源極和續(xù)流ニ極管Dbc的陰極；
[0019]B相繞組母線電容Cab的一端連接在續(xù)流ニ極管Dab的陰極上，另一端連接在開關(guān)管S2的漏極上，C相繞組母線電容Cbc的一端連接在續(xù)流ニ極管Dbc的陰極上，另一端連接在開關(guān)管S4的漏極上，A相繞組母線電容Cca的一端連接在續(xù)流ニ極管Dca的陰極上，另一端連接在開關(guān)管S5的漏極上。[0020]【具體實施方式】一:下面結(jié)合圖說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進(jìn)ー步說明，所述六個開關(guān)管S1、S2、S3、S4、S5和S6結(jié)構(gòu)相同。
[0021 ] 本發(fā)明開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由供電電源V、電源濾波電容CO、隔離反回流二極管D2、D4、D6、開關(guān)磁阻電機繞組A、B、C，A相繞組開關(guān)管S1、S2、B相繞組開關(guān)管S3、S4、C相繞組開關(guān)管S5、S6、A相繞組續(xù)流二極管Dl、Dab，B相繞組續(xù)流二極管D3、Dbc, C相繞組續(xù)流二極管D5、Dca，A相繞組母線電容Cca，B相繞組母線電容Cab，C相繞組母線電容Cbc構(gòu)成。電機繞組母線相互獨立，各繞組母線利用二極管D2、D4、D6隔離，母線電壓低于電源電壓V時，電源V通過二極管D2、D4、D6給母線充電，當(dāng)母線電壓高于電源電壓V吋，母線上的電能不能通過二極管D2、D4、D6給電源V回充。如圖2所示。
[0022]圖3為開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一部分，當(dāng)A相開始工作時，功率管S1、S2開通，電流流經(jīng)路徑沿圖中9和7虛線所示；繞組A相斬波期間，SI關(guān)斷，S2開通，電流斬波續(xù)流路徑沿圖中7和8虛線所示；繞組A相關(guān)斷時，功率管SI和S2關(guān)斷，電流續(xù)流路徑如圖4中3和4虛線所示，續(xù)流電流給B相繞組母線電容Cab充電，使得B相繞組母線電源電壓Vb升高，充電過程如圖6中的LI所示。為B相繞組ー個工作周期做準(zhǔn)備。 [0023]工作原理:三相開關(guān)磁阻電機工作是每相繞組輪流通電進(jìn)行勵磁，繞組勵磁的順序為A相->C相->B相->A相……。A相開始工作吋，功率管SI和S2開通，A相母線上的電壓Va給A相繞組勵磁，電流流經(jīng)路線為A相母線電源正極->S1->A相繞組->S2->A相母線電源負(fù)極。在A相工作期間，A相繞組為電流斬波控制方式，斬波過程中，SI關(guān)斷，S2開通，電流流經(jīng)路線為A相繞組->S2->續(xù)流二極管D1->A相繞組。A相繞組停止工作吋，SI和S2都關(guān)斷，A相繞組電流進(jìn)行續(xù)流，續(xù)流路徑為電容Cab負(fù)極-> 續(xù)流二級管D1->A相繞組_>續(xù)流二級管Dab_>B相母線電容Cab正極，給B相母線電容Cab充電，使得B相母線電壓Vb升高，這個過程把A相繞組的能量傳遞給B相母線電源電容Cab，同時使得A相繞組續(xù)流能迅速下降，縮短了續(xù)流時間。
[0024]在A相停止工作吋，C相開始工作，功率管S5和S6開通，C相母線上的電壓Vc給C相繞組勵磁，電流流經(jīng)路線為C相母線電源正扱-〉S5->C相繞組->S6->C相母線電源負(fù)扱。在C相工作期間，C相繞組為電流斬波控制方式，斬波過程中，S5關(guān)斷，S6開通，電流流經(jīng)路線為C相繞組->S6->續(xù)流二極管D5->C相繞組。C相繞組停止工作吋，S5和S6都關(guān)斷，C相繞組電流進(jìn)行續(xù)流，續(xù)流路徑為電容Cca負(fù)極-> 續(xù)流二級管D5->C相繞組-> 續(xù)流二級管Dca_>A相母線電容Cca正極,給A相母線電容Cca充電,使得A相母線電壓Va升高，這個過程把C相繞組的能量傳遞給A相母線電源電容Cca，同時使得C相繞組續(xù)流能迅速下降，縮短了續(xù)流時間。
[0025]在C相停止工作吋，B相開始工作，功率管S3和S4開通，B相母線上的電壓Vb給B相繞組勵磁，電流流經(jīng)路線為B相母線電源正極->S3->B相繞組->S4->B相母線電源負(fù)扱。在B相工作期間，B相繞組為電流斬波控制方式，斬波過程中，S3關(guān)斷，S4開通，電流流經(jīng)路線為B相繞組->S4->續(xù)流二極管D3->B相繞組。B相繞組停止工作吋，S3和S4都關(guān)斷，B相繞組電流進(jìn)行續(xù)流，續(xù)流路徑為電容Cbc負(fù)極-> 續(xù)流二級管D3->B相繞組-> 續(xù)流二級管Dbc->C相母線電容Cbc正扱，給C相母線電容Cbc充電，使得C相母線電壓Vc升高，這個過程把B相繞組的能量傳遞給C相母線電源電容Cbc，同時使得B相繞組續(xù)流能迅速下降，縮短了續(xù)流時間。 [0026] 下一刻又為B相停止工作，A相開始工作。如圖6所示。
【權(quán)利要求】
1.開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它包括A相繞組、B相繞組、C相繞組、電源濾波電容CO、六個開關(guān)管S1、S2、S3、S4、S5和S6、六個續(xù)流二極管Dl、D3、D5、Dab、Dbc和Dca ； 供電電源V的正極同時連接開關(guān)管SI的源極、續(xù)流二極管Dab的陰極、開關(guān)管S3的源扱、續(xù)流二極管Dbc的陰極、開關(guān)管S5的源極和續(xù)流二極管Dca的陰極，供電電源V的負(fù)極同時連接續(xù)流二極管Dl的陽極、開關(guān)管S2的漏極、續(xù)流二極管D3的陽極、開關(guān)管S4的漏扱、續(xù)流二極管D5的陽極和開關(guān)管S6的漏極，續(xù)流二極管Dl的陽極接地，電源濾波電容CO并聯(lián)連接在供電電源V的兩極，A相繞組的一端同時連接開關(guān)管SI的漏極和續(xù)流二極管Dl的陰極，A相繞組的另一端同時連接續(xù)流二極管Dab的陽極和開關(guān)管S2的源扱，B相繞組的一端同時連接開關(guān)管S3的漏極和續(xù)流二極管D3的陰極，B相繞組的另一端同時連接續(xù)流二極管Dbc的陽極和開關(guān)管S4的源扱，C相繞組的一端同時連接開關(guān)管S5的漏極和續(xù)流二極管D5的陰極，C相繞組的另一端同時連接續(xù)流二極管Dca的陽極和開關(guān)管S6的源極；其特征在于:所述開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還包括三個隔離反回流二極管D2、D4、D6、A相繞組母線電容Cca、B相繞組母線電容Cab和C相繞組母線電容Cbc ； 三個隔離反回流二極管D2、D4和D6的陽極同時連接在供電電源V的正極上，隔離反回流二極管D2的陰極連接開關(guān)管SI的源極和續(xù)流二極管Dca的陰極，隔離反回流二極管D4的陰極同時連接開關(guān)管S3的源極和續(xù)流二極管Dab的陰極，隔離反回流二極管D6的陰極同時連接連接開關(guān)管S5的源極和續(xù)流二極管Dbc的陰極； B相繞組母線電容Cab的一端連接在續(xù)流二極管Dab的陰極上，另一端連接在開關(guān)管S2的漏極上，C相繞組母線電容Cbc的一端連接在續(xù)流二極管Dbc的陰極上，另一端連接在開關(guān)管S4的漏極上，A相繞 組母線電容Cca的一端連接在續(xù)流二極管Dca的陰極上，另ー端連接在開關(guān)管S5的漏極上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述開關(guān)磁阻電機分相勵磁功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述六個開關(guān)管S1、S2、S3、S4、S5和S6結(jié)構(gòu)相同。
【文檔編號】H02P6/00GK103607145SQ201310641784
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】吳紅星, 黃玉平, 仲悅, 鄭再平, 楊旭強 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)