[实用新型]一种基于新能源供电的开关磁阻电动机

说明书

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种基于新能源供电的开关磁阻电动机。

背景技术

电动机是将电能转化为机械能的装置，根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机，开关磁阻电动机(SRM)即为一种采用直流供电的新型电动机。开关磁阻电动机系双凸极可变磁阻电动机，其定、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成，转子上既无绕组也无永磁体，定子凸极上绕有绕组。SRM可以设计成多种不同相数结构，且定、转子的极数有多种不同的搭配。图1所示了四相8/6结构SRM及其功率变换器连接示意图，图中只画出A相绕组及其供电电路。

SRM的运行遵循“磁阻最小原理”，即磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合，使转子铁心在移动到磁阻最小位置时，转子的主轴线与磁场的轴线重合。如图1所示，当标有1-1’的转子极对的中心线和A-A’相定子极对的中心线重合时，转子极对1-1’处于磁阻最小位置，此时A相绕组电感是最大的。当给B-B’相通电时，转子极对2-2’根据“磁阻最小原理”就会产生逆时针方向的转矩，依次给A-B-C-D相绕组通电，SRM就可以实现逆时针方向转动；同理，如果依次给A-D-C-B相绕组通电，那么SRM就可以实现顺时针方向转动。由此可见，SRM的转向取决于相绕组通电的顺序，而与相绕组的电流方向无关。

目前，利用新能源供电的电动机系统包括新能源电池、蓄电池和电动机，这三者之间的功率转换应用越来越频繁，因此实现功率的转换便需要相应的功率变换器，然而目前对于这三者之间的功率转换需要多个功率变换器，例如新能源电池-电动机的功率变换器，新能源电池-蓄电池的功率变换器以及蓄电池-电动机的功率变换器。

一种现有以光伏电池作为输入电源的带蓄电池可调度式电动机如图2所示，光伏电池或蓄电池通过三相逆变器给电动机供电，光伏电池再通过一个直流变换器给蓄电池充电。

在上述系统中需要一个光伏电池给蓄电池充电的直流变换器，同时还需要一个三相逆变器，整个系统需要两套功率变换器以及数量众多的开关管，成本比较高，开关损耗比较大，总的转换效率也不是很高，三相逆变器中存在同一个支路中上下两个开关管直通的故障问题。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术缺陷，本实用新型提供了一种基于新能源供电的开关磁阻电动机，只需通过一套功率变换器即能实现新能源电池、能量存储器和电机三者之间的能量转换。

一种基于新能源供电的开关磁阻电动机，包括：一新能源电池、一能量存储器、一逆阻二极管、一主续流二极管、两个开关和n个绕制于定子凸极上的绕组，n为开关磁阻电动机的相数；其中：所述的新能源电池的正极与逆阻二极管的阳极相连，逆阻二极管的阴极与第一开关的一端和第二开关的一端相连；

所述的绕组的一端与第一开关的另一端和主续流二极管的阴极相连，绕组的另一端连接有开关管和子续流二极管；

所述的子续流二极管的阳极与开关管的漏极和绕组的另一端相连，子续流二极管的阴极与第二开关的另一端和能量存储器的正极相连，开关管的源极与主续流二极管的阳极、能量存储器的负极和新能源电池的负极相连，开关管的栅极接收外部设备提供的开关信号。

新能源电池是一种直接把可再生能源(如核能、太阳能、风能、生物质能、地热能等)转化成电能的装置，优选地，所述的新能源电池为光伏电池；相对于其他新能源电池，其不受环境限制，使用方便。

优选地，所述的开关采用开关管；可以通过控制器实现智能控制。

优选地，所述的逆阻二极管的阴极连接有电容，所述的电容的另一端与新能源电池的负极相连；能够实现新能源电池输出功率的解耦，可以让后级电路减少对新能源电池工作点的影响。

能量存储器是一种用于存储电能的装置(如蓄电池、超级电容等)，优选地，所述的能量存储器为蓄电池；其具有较高的能量存储密度，且价格便宜，具有普适性。

本实用新型的工作原理为：

当第一开关闭合，第二开关关断时，新能源电池输出的电能通过开关管顺序导通给电机输送能量，电机绕组中的剩余能量可以通过续流二极管给能量存储器充电；当新能源电池输出的能量较弱不能带动电机时，利用电机中的绕组作为电感构成升压电路使其给能量存储器充电；当第一开关关断，第二开关闭合时，能量存储器单独给电机供电。