[发明专利]一种两相交流电机容错逆变器

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种两相交流电机容错逆变器。

背景技术

随着近年来工农业过程趋向大型化和复杂化，社会生活趋向高品质和舒适化，对相关工业和生活产品的控制品质的要求日益突出。在工业交流传动应用领域，对系统的可靠性和安全性的需求日趋迫切。其中，交流电机系统容错技术是一个典型的应用研究领域。目前，交流电机容错控制技术研究工作仍属于起步阶段，且大部分应用在三相绕组的交流电机之中，如三相感应电机，三相永磁同步电机和三相无刷直流电机等。两相电机由于电机体积小、结构简单、制造成本较低、功率和效率较高，目前已经广泛应用于低功耗工业应用中，如电冰箱，真空吸尘器，风机，空调和水泵等。比较常见的两相电机主要有异步电机、步进电机、开关磁阻电机和永磁电机等。目前对于两相电机的本体设计和其控制技术有广泛的研究和工业应用，然而针对两相电机的容错理论和技术比较少。

两相电机一般指定子具有两相独立绕组的电机，其两相绕组通常按照90电角度分开放置。两相交流电机驱动通常使用相位互差90度的两相方波电压驱动，其驱动的方法比较简单并且有效降低驱动硬件成本。传统的交流电机三相绕组电流和电压相位互差120度。正常工作时的两相和三相交流电机都形成圆形旋转磁场，系统的稳定性能高。目前两相电机的研究工作仅局限于电机本体的设计、四开关逆变器驱动技术、六开关逆变器驱动技术和八开关逆变器驱动技术等。其中，八开关逆变器在两相交流驱动技术中的输出功率最大，具有优异的驱动性能，其驱动系统结构如图1所示。

在八开关逆变器两相交流电机驱动中，逆变器的功率开关经常处于高频工作状态，因此，在逆变器单相桥臂中，一个或两个功率开关发生短路或断路故障，为两相电机运行的可靠性和安全性带来潜在的威胁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两相交流电机容错逆变器，该两相交流电机容错逆变器能够增强两相交流电机的可靠性和安全性。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括控制器、第一、二、三、四逆变器桥臂、第一、二、三、四快速熔断保险丝以及第一、二双向晶闸管；第一、二、三、四逆变器桥臂并联后与公共直流电源相接；

两相交流电机的第一电枢绕组的一个端口分为两路，一路通过第一快速熔断保险丝与第一逆变器桥臂中点相连，另一路与第一双向晶闸管的第二端子相连；

两相交流电机的第二电枢绕组的一个端口分为两路，一路通过第二快速熔断保险丝与第二逆变器桥臂中点相连，另一路与第一双向晶闸管的第一端子相连；

两相交流电机的第一电枢绕组的另一个端口分为两路，一路通过第四快速熔断保险丝与第四逆变器桥臂中点相连，另一路与第二双向晶闸管的第一端子相连；

两相交流电机的第二电枢绕组的另一个端口分为两路，一路通过第三快速熔断保险丝与第四逆变器桥臂中点相连，另一路与第二双向晶闸管的第二端子相连；

第一电枢绕组的一个端口处设置有第一电压传感器，第一电枢绕组的另一个端口处设置有第二电压传感器，第二电枢绕组的一个端口处设置有第三电压传感器，第二电枢绕组的另一个端口处设置有第四电压传感器，第一、二、三、四电压传感器分别与控制器相连，控制器分别与第一、二双向晶闸管的控制极以及第一、二、三、四逆变器桥臂相连。

所述的第一逆变器桥臂由第一、二功率开关管组成，第二逆变器桥臂由第三、四功率开关管组成，第三逆变器桥臂由第五、六功率开关管，第四逆变器桥臂由第七、八功率开关管组成，控制器分别与第一、二、三、四、五、六、七、八功率开关管的控制极相连。

所述的第一、二、三、四、五、六、七、八功率开关管均采用IGBT或MOSFET。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：