CN219834004U - 一种22kW开关磁阻电机驱动主电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种22kW开关磁阻电机驱动主电路包括三相输入整流电源电路、整流缓冲电路、滤波电路，由上斩波模块和下斩波模块组成的三相不对称半桥功率逆变电路和泄放电路，其中，三相输入整流电源电路的输入端接三相380V交流电源电网，输出端依次与整流缓冲电路、滤波电路输入端连接，滤波电路输出端连接于三相不对称半桥功率逆变电路。通过增设三相输入整流电源电路、整流缓冲电路、滤波电路，由上斩波模块和下斩波模块组成的三相不对称半桥功率逆变电路和泄放电路的方式，使得本实用新型将三相380V电网不控整流得到DC540V左右的直流电压，通过控制三相不对称半桥轮回工作，就可以达到使三相电枢轮换得到电流，使电机旋转工作的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关磁阻电机控制技术领域，具体为一种22kW开关磁阻电机驱动主电路。
背景技术
开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor：SRM)是继直流电机、无刷直流电机(BLDC)之后发展起来的一种调速电机类型。英、美等国家对开关磁阻电机的研究起步较早，并已取得显著效果，产品功率等级从数w直到数百kw，广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等领域。
开关磁阻电机是一种新型调速电机，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代调速系统。它的结构简单坚固，调速范围宽，系统可靠性高。完整系统主要有电机实体、功率变换器、控制器与位置检测器等部分组成。控制器内包含功率变换器和控制电路，而转子位置检测器则安装在电机的一端。
现如今，开关磁阻电机的应用和发展取得了明显的进步，已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域，功率范围从10W到5MW(缺少可靠信息)，最大速度高达100,000r/min。
基于此，可以理解的是，虽然开关磁阻电机已经发展了几十年，但是它需要采用三相不对称的功率拓扑结构，而市面上暂时没有此结构的专用IGBT模块，因此厂家必须通过采用对称桥式来实现驱动电路，这直接导致成本上升。同时，考虑到三倍峰值电流的影响，在实际使用时，也需要考虑三相整流桥选型。
为此，需发明一种考虑三倍余量，同时兼顾发热和直流电压波动因素的22kW开关磁阻电机驱动主电路方案。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种22kW开关磁阻电机驱动主电路，以解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型通过增设三相输入整流电源电路、整流缓冲电路、滤波电路，由上斩波模块和下斩波模块组成的三相不对称半桥功率逆变电路和泄放电路，使得本实用新型将三相380V电网不控整流得到DC540V左右的直流电压，通过控制三相不对称半桥轮回工作，就可以达到使三相电枢轮换得到电流，使电机旋转工作的目的，解决了现有技术中的问题。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种22kW开关磁阻电机驱动主电路，包括：
三相输入整流电源电路、整流缓冲电路、滤波电路，由上斩波模块和下斩波模块组成的三相不对称半桥功率逆变电路和泄放电路，其中，
所述三相输入整流电源电路的输入端接三相380V交流电源电网，输出端依次与整流缓冲电路、滤波电路输入端连接，滤波电路输出端连接于三相不对称半桥功率逆变电路。
作为对本实用新型中所述一种22kW开关磁阻电机驱动主电路的改进，所述三相输入整流电源电路包括分别与所述三相380V交流电源电网连接的整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4、整流二极管D5以及整流二极管D6，其中，三相输入整流电源电路将三相380V电网不控整流得到DC540V的直流电压后，通过控制三相不对称半桥功率逆变电路轮回工作，使三相电枢A、B、C轮换得到电流，使得电机旋转工。
作为对本实用新型中所述一种22kW开关磁阻电机驱动主电路的改进，所述整流缓冲电路包括主继电器K1以及上整流缓冲充电电阻R1，其中，
所述主继电器K1与上整流缓冲充电电阻R1并联，且其并联后的一端连接三相输入整流电源电路的输入端，另一端连接滤波电路输入端；
所述主继电器K1采用T92S7D12-24型号，双组常开电流能力为2×30A，控制电为24V。
作为对本实用新型中所述一种22kW开关磁阻电机驱动主电路的改进，所述三相不对称半桥功率逆变电路包括IGBT Q1、IGBT Q2、IGBT Q3、IGBT Q4、IGBT Q5、IGBT Q6、二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5以及二极管VD6，其中，
所述IGBT Q2的集电极、IGBT Q4的集电极以及IGBT Q6的集电极连接在一起后接入三相输入整流电源电路的输入端；IGBT Q2的栅极、IGBT Q4的栅极以及IGBT Q6的栅极为控制端；IGBT Q2的发射极、IGBT Q4的发射极以及IGBT Q6的发射极分别连接二极管VD4负极、二极管VD2负极以及二极管VD6负极；
所述IGBT Q1的集电极、IGBT Q3的集电极以及IGBT Q5的集电极分别连接二极管VD1、二极管VD3以及二极管VD5后，接入三相输入整流电源电路的输入端；所述IGBT Q1的发射极、IGBT Q3的发射极以及IGBT Q5的发射极分别连接二极管VD4正极、二极管VD2正极以及二极管VD6正极；IGBT Q1的栅极、IGBT Q3的栅极以及IGBT Q5的栅极为控制端。
作为对本实用新型中所述一种22kW开关磁阻电机驱动主电路的改进，所述泄放电路包括泄放电阻R2、二极管VD7以及IGBT Q7，其中，
所述IGBT Q7的发射极分别连接二极管VD4正极；IGBT Q7的栅极为控制端；IGBTQ7的集电极分别连接所述二极管VD7正极、所述泄放电阻R2的第二端，所述二极管VD7负极、所述泄放电阻R2的第一端分别连接至整流二极管D1的负极。
作为对本实用新型中所述一种22kW开关磁阻电机驱动主电路的改进，所述上整流缓冲充电电阻R1采用50R/100W铝壳电阻。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
本实用新型通过增设三相输入整流电源电路、整流缓冲电路、滤波电路，由上斩波模块和下斩波模块组成的三相不对称半桥功率逆变电路和泄放电路的方式，使得本实用新型将三相380V电网不控整流得到DC540V左右的直流电压，通过控制三相不对称半桥轮回工作，就可以达到使三相电枢轮换得到电流，使电机旋转工作的目的。
附图说明
参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制，在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
图1为本实用新型一实施例中所提出的22kW开关磁阻电机驱动主电路的整体系统原理结构示意图。
具体实施方式
容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
需要说明的是，本实用新型的技术思路是，提出一种开关磁阻电机驱动器主电路结构，由三相380V电网不控整流得到DC540V左右的直流电压，通过控制三相不对称半桥轮回工作，使三相电枢轮换得到电流，使得电机旋转工作。
如图1所示，作为本实用新型的一个实施例，本实用新型提供技术方案：一种22kW开关磁阻电机驱动主电路，包括：三相输入整流电源电路、整流缓冲电路、滤波电路，由上斩波模块和下斩波模块组成的三相不对称半桥功率逆变电路和泄放电路，其中，
三相输入整流电源电路的输入端接三相380V交流电源电网，输出端依次与整流缓冲电路、滤波电路输入端连接，滤波电路输出端连接于三相不对称半桥功率逆变电路。
基于上述技术构思，需要说明的是，三相输入整流电源电路包括分别与三相380V交流电源电网连接的整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4、整流二极管D5以及整流二极管D6，其中，三相输入整流电源电路将三相380V电网不控整流得到DC540V的直流电压后，通过控制三相不对称半桥功率逆变电路轮回工作，使三相电枢A、B、C轮换得到电流，使得电机旋转工。
在本实用新型的一实施例中，三相电枢A、B、C电流波形为直流脉动电流(以A相为例，A相工作时，A相上斩波模块工作于斩波模式，A相下斩波模块工作于常通，连到A1，B1，C1的桥臂一般称之为上斩波模块(IGBT【绝缘栅双极型晶体管】和二极管组合)，连到A2，B2，C2，BR的桥臂一般称之为下斩波模块(IGBT和二极管组合))且，整流缓冲电路包括主继电器K1以及上整流缓冲充电电阻R1，其中，主继电器K1与上整流缓冲充电电阻R1并联，且其并联后的一端连接三相输入整流电源电路的输入端，另一端连接滤波电路输入端；主继电器K1采用T92S7D12-24型号，双组常开电流能力为2×30A，控制电为24V，需要说明的是，上整流缓冲充电电阻R1采用50R/100W铝壳电阻。
在本实用新型的一实施例中，滤波电路包括电容C1，其中，电容的一端连接整流二极管D1的负极，另一端连接整流二极管D4的正极；电容C1采用DLG-800-800-0860模电容，额定电压800V，峰值电流能力75A。
在本实用新型的一实施例中，三相不对称半桥功率逆变电路包括IGBT Q1、IGBTQ2、IGBT Q3、IGBT Q4、IGBT Q5、IGBT Q6、二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5以及二极管VD6，其中，IGBT Q2的集电极、IGBT Q4的集电极以及IGBT Q6的集电极连接在一起后接入三相输入整流电源电路的输入端；IGBT Q2的栅极、IGBT Q4的栅极以及IGBT Q6的栅极为控制端；IGBT Q2的发射极、IGBT Q4的发射极以及IGBT Q6的发射极分别连接二极管VD4负极、二极管VD2负极以及二极管VD6负极；IGBT Q1的集电极、IGBT Q3的集电极以及IGBT Q5的集电极分别连接二极管VD1、二极管VD3以及二极管VD5后，接入三相输入整流电源电路的输入端；IGBT Q1的发射极、IGBT Q3的发射极以及IGBT Q5的发射极分别连接二极管VD4正极、二极管VD2正极以及二极管VD6正极；IGBT Q1的栅极、IGBT Q3的栅极以及IGBT Q5的栅极为控制端。
在本实用新型的一实施例中，泄放电路包括泄放电阻R2、二极管VD7以及IGBT Q7，其中，IGBT Q7的发射极分别连接二极管VD4正极；IGBT Q7的栅极为控制端；IGBT Q7的集电极分别连接二极管VD7正极、泄放电阻R2的第二端，二极管VD7负极、泄放电阻R2的第一端分别连接至整流二极管D1的负极，需要说明的是，泄放电阻R2采用50R/2KW铝壳电阻。
基于上述技术构思，可以理解的是，本实用新型通过增设三相输入整流电源电路、整流缓冲电路、滤波电路，由上斩波模块和下斩波模块组成的三相不对称半桥功率逆变电路和泄放电路，使得本实用新型将三相380V电网不控整流得到DC540V左右的直流电压，通过控制三相不对称半桥轮回工作，就可以达到使三相电枢轮换得到电流，使电机旋转工作的目的，具体实施时，当工作于22kW时，以直流平均电压为500V，算得直流平均电流为44A，考虑三倍余量，选用模块MDS200A1600V。
本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种22kW开关磁阻电机驱动主电路，其特征在于：包括：
三相输入整流电源电路、整流缓冲电路、滤波电路，由上斩波模块和下斩波模块组成的三相不对称半桥功率逆变电路和泄放电路，其中，
所述三相输入整流电源电路的输入端接三相380V交流电源电网，输出端依次与整流缓冲电路、滤波电路输入端连接，滤波电路输出端连接于三相不对称半桥功率逆变电路；三相不对称半桥功率逆变电路输出端连接泄放电路。
2.根据权利要求1所述的一种22kW开关磁阻电机驱动主电路，其特征在于：
所述三相输入整流电源电路包括分别与所述三相380V交流电源电网连接的整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3、整流二极管D4、整流二极管D5以及整流二极管D6，其中，三相输入整流电源电路将三相380V电网不控整流得到DC540V的直流电压后，通过控制三相不对称半桥功率逆变电路轮回工作，使三相电枢A、B、C轮换得到电流，使得电机旋转工。
3.根据权利要求2所述的一种22kW开关磁阻电机驱动主电路，其特征在于：所述三相电枢A、B、C电流波形为直流脉动电流。
4.根据权利要求1所述的一种22kW开关磁阻电机驱动主电路，其特征在于：所述整流缓冲电路包括主继电器K1以及上整流缓冲充电电阻R1，其中，
所述主继电器K1与上整流缓冲充电电阻R1并联，且其并联后的一端连接三相输入整流电源电路的输入端，另一端连接滤波电路输入端；
所述主继电器K1采用T92S7D12-24型号，双组常开电流能力为2×30A，控制电为24V。
5.根据权利要求4所述的一种22kW开关磁阻电机驱动主电路，其特征在于：所述滤波电路包括电容C1，其中，
所述电容的一端连接整流二极管D1的负极，另一端连接整流二极管D4的正极；
所述电容C1采用DLG-800-800-0860模电容，额定电压800V，峰值电流能力75A。
6.根据权利要求1所述的一种22kW开关磁阻电机驱动主电路，其特征在于：所述三相不对称半桥功率逆变电路包括IGBT Q1、IGBT Q2、IGBT Q3、IGBT Q4、IGBT Q5、IGBT Q6、二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5以及二极管VD6，其中，
所述IGBT Q2的集电极、IGBT Q4的集电极以及IGBT Q6的集电极连接在一起后接入三相输入整流电源电路的输入端；IGBT Q2的栅极、IGBT Q4的栅极以及IGBT Q6的栅极为控制端；IGBT Q2的发射极、IGBT Q4的发射极以及IGBT Q6的发射极分别连接二极管VD4负极、二极管VD2负极以及二极管VD6负极；
所述IGBT Q1的集电极、IGBT Q3的集电极以及IGBT Q5的集电极分别连接二极管VD1、二极管VD3以及二极管VD5后，接入三相输入整流电源电路的输入端；所述IGBT Q1的发射极、IGBT Q3的发射极以及IGBT Q5的发射极分别连接二极管VD4正极、二极管VD2正极以及二极管VD6正极；IGBT Q1的栅极、IGBT Q3的栅极以及IGBT Q5的栅极为控制端。
7.根据权利要求1所述的一种22kW开关磁阻电机驱动主电路，其特征在于：所述泄放电路包括泄放电阻R2、二极管VD7以及IGBT Q7，其中，
所述IGBT Q7的发射极分别连接二极管VD4正极；IGBT Q7的栅极为控制端；IGBT Q7的集电极分别连接所述二极管VD7正极、所述泄放电阻R2的第二端，所述二极管VD7负极、所述泄放电阻R2的第一端分别连接至整流二极管D1的负极。
8.根据权利要求4所述的一种22kW开关磁阻电机驱动主电路，其特征在于：所述上整流缓冲充电电阻R1采用50R/100W铝壳电阻。
9.根据权利要求7所述的一种22kW开关磁阻电机驱动主电路，其特征在于：所述泄放电阻R2采用50R/2KW铝壳电阻。
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