CN200941593Y - 一种六相开关磁阻电动机系统的功率逆变电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种六相开关磁阻电动机系统的功率逆变电路，其特征在于：所述功率逆变电路包括由六只功率开关与六只续流二极管分别对应并联组成的具有三相输出的三相逆变电桥，所述三相逆变电桥的各相输出端分别与电动机的六相绕组中相对应的二相绕组相接，且该二相绕组前分别串接有导向相反的导向二极管。本实用新型利用导向二极管来实现三相逆变电桥对六相开关磁阻电动机的换向控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关磁阻电动机控制技术，尤其涉及一种六相开关磁阻电动机系统的控制系统中功率电路的逆变电路。
背景技术
作为新颖的交流调速系统，开关磁阻电动机系统与现有的交流调速电动机系统及直流调速电动机系统相比具有结构简单、起动电流小、起动转矩大、调速范围宽、换向快捷、控制方式多样、工作可靠性好的优点，开关磁阻电动机系统已成功地应用于多种领域，取得了良好的经济和社会效果。
相比于目前已经开发的三相、四相开关磁阻电动机系统，六相开关磁阻电动机系统具有更为良好的低速性能，以及噪声更低，元器件配置更为紧凑，因此具有很好的发展前景。
目前六相开关磁阻电动机系统的功率电路由整流电源和功率逆变电路构成，如附图2a、b所示。其中功率逆变电路是六个独立的桥臂，每个桥臂由一只功率开关元件和一只续流二极管串联而成。
对于现有的六相开关磁阻电动机系统的功率电路而言，由于控制电路中六个桥臂独立，要靠母线连接起来，既需要耗费较多的线材和人工，还易于产生接线故障，更为关键的是连接处易于导致寄生耦合，降低控制性能。因此如果能进一步合理配置元器件，方便和简化母线连接，可以有效降低成本、减少寄生耦合，具有很大的实用和推广价值。
实用新型内容
针对现有六相开关磁阻电动机系统控制电路技术存在的问题和缺陷，本实用新型的目的在于提供一种新型的适用于六相开关磁阻电动机系统的功率逆变电路，以简化功率逆变电路的连接，有效地减少电路中产生的寄生耦合和降低成本。
本实用新型的技术方案如下：
一种六相开关磁阻电动机系统的功率逆变电路，其特征在于：所述功率逆变电路包括由六只功率开关与六只续流二极管分别对应并联、组成具有三相输出的三相逆变电桥，所述三相逆变电桥的各相输出端分别与电动机的六相绕组中导通时间相反的二相绕组相接，且该二相绕组前分别串接有导向相反的导向二极管。
所述三相逆变电桥可以由三只双功率开关组件或一只六功率开关组件构成。
所述各导向二极管可以由三只半桥式连接的双二极管组件替换。
本实用新型的技术效果在于：
通过把六只功率开关元件及续流二极管接成三相输出的三相逆变电桥，并利用串接在各相绕组端的导向二极管，从而实现功率逆变电路的六相逆变功能，达到六相开关磁阻电动机系统的电路要求。
本实用新型中由于采用三相逆变电桥，相对于现有的功率逆变电路而言，简化了功率开关间的连接，可以有效降低成本、减少寄生耦合，具有很大的实用和推广价值。
本实用新型功率逆变电路中的六只导向二极管只参与电流换向，不参与供电电源的斩波，因此工作频率不高，成本较低。
本实用新型功率逆变电路中，六只功率开关元件及续流二极管可改用三只双功率开关组件或一只六功率开关组件。六只导向二极管也可改用三只内部已半桥形式连接的双二极管组件。可以进一步简化功率逆变电路的电路连接，减少寄生耦合。
附图说明
图1a所示为六相12/10极开关磁阻电动机结构示意图；
图1b为图1a所示开关磁阻电动机的绕组示意图；
图2a所示为六相12/10极开关磁阻电动机系统现有功率逆变电路的一种原理图；
图2b为六相12/10极开关磁阻电动机系统现有功率逆变电路的另一种原理图；
图3所示为六相开关磁阻电动机系统的控制信号示意图；
图4所示为本实用新型的六相功率逆变电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
图1a所示为六相12/10极开关磁阻电动机结构示意图，定子1的12个凸极上都嵌有线圈，把圆周上相对的两个极上的线圈串联或并联起来，就构成一相绕组，共有a、b、c、d、e、f等六相绕组(如图1b所示)。该六相绕组有一公共连接点M，可以浮置，也可以连到整流电源的中点或者滤波电容的裂相点。
图2a所示为六相12/10极开关磁阻电动机系统现有功率逆变电路整流电路中点M不外接时的电路原理图；图2b所示为六相12/10极开关磁阻电动机系统现有功率逆变电路整流电路中点M外接电源零线N时的电路原理图。其中功率逆变电路是六个独立的桥臂，每个桥臂则由一只功率开关元件和一只续流二极管串联而成。
六个桥臂中a、c、e三相绕组用的功率开关元件VA、VC、VE与整流电源正极相连。功率开关元件导通时为绕组提供流入的电流。断开后有续流二极管续流。d、f、b三相绕组用的功率开关元件VB、VD、VE与整流电源负极相连。功率开关元件导通时为绕组提供流出的电流。断开后也有续流二极管续流。
依靠装在开关磁阻电动机中的角位移传感器及后面的控制电路，就可获得图3所示的六相开关磁阻电动机系统的控制信号。信号K1、K2、K3控制功率开关元件SA、SC、SE导通，信号K1′、K2′、K3′控制功率开关元件SD、SF、SB导通。
从图3所示波形可见，电动机的a、c、e三相绕组应轮流导通，时间上相差1/3周期；在这同时，d、f、b三相绕组也应轮流导通，时间上亦相差1/3周期；二组绕组间经过连接点M，可以构成电流回路。
从图3所示波形还可以看到，K1和K1′间、K2和K2′间、K3和K3′间相位上皆相差1/2周期，而且导通不重叠。正是基于这一特点，本实用新型功率逆变电路利用导向二极管可以实现三相逆变电桥输出三相信号控制六相绕组分别导通。
图4示为本实用新型的六相功率逆变电路原理图。在该电路中，把图2所示电路中a相和d相桥臂、c相和f相桥臂以及e相和b相桥臂分别并联起来，结果形成完整的三相逆变电桥。逆变电桥只有三相输出，而六相开关磁阻电动机需要六相逆变，为了解决此问题，逆变电桥输出各相分别和电动机两相绕组相接且在该两相绕组上分别串联有导向相反的导向二极管，如Va、Vb、Vc、Vd、Ve、Vf等，共六只。
这六只导向二极管中，要流入电流的a、c、e三相，其导向二极管阴极接绕组，阳极接逆变电桥，要流出电流的d、f、b三相反之，导向二极管的阳极接绕组，阴极接逆变电桥。
本实用新型增用的六只导向二极管只参与换向，不像功率开关元件及续流二极管那样要参与供电电源的斩波，因此工作频率不高，成本较低。
另外，本实用新型功率逆变电路中，六只功率开关元件及续流二极管也可改用三只双功率开关组件或一只六功率开关组件。六只导向二极管也可用三只内部已半桥形式连接的双二极管组件来替换。
上述这些组件市面上都有成熟产品供应，比较经济和可靠。而采用了这些组件来构成功率逆变电路以后，可以进一步简化直流供电母线的连接，减小了各功率开关元件工作时的寄生耦合。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说，依据本实用新型的发明精神和实质，还可以做出其它的变型和改进，但是这些变型和改进并不脱离本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种六相开关磁阻电动机系统的功率逆变电路，其特征在于：
所述功率逆变电路包括由六只功率开关与六只续流二极管分别对应并联组成的具有三相输出的三相逆变电桥，所述三相逆变电桥的各相输出端分别与电动机的六相绕组中相对应的二相绕组相接，且该二相绕组前分别串接有导向相反的导向二极管。
2.如权利要求1所述的一种六相开关磁阻电动机系统的功率逆变电路，其特征在于：所述三相逆变电桥可以由三只双功率开关组件或一只六功率开关组件构成。
3.如权利要求1所述的一种六相开关磁阻电动机系统的功率逆变电路，其特征在于：所述各导向二极管可以由三只半桥式连接的双二极管组件替换。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN101499757B (zh) * | 2008-02-02 | 2011-05-18 | 北京中纺锐力机电有限公司 | 一种3相高压大功率开关磁阻电动机调速装置 |
| CN103051237A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-04-17 | 哈尔滨工业大学 | 具有高容错能力的六相八桥臂逆变器 |
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- 2006-09-08 CN CNU2006201194378U patent/CN200941593Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN103051237B (zh) * | 2013-01-22 | 2014-12-10 | 哈尔滨工业大学 | 具有高容错能力的六相八桥臂逆变器 |
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