[发明专利]一种永磁磁阻型双转子电机的外电机功率变换电路

说明书

技术领域

本发明涉及永磁磁阻型双转子电机领域，具体涉及一种永磁磁阻型双转子电机的外电机功率变换电路。

背景技术

双转子电机是一种新型结构的电机，通过增加转子数目，实现了双机械和双电气端口，用一个电机替代原来复杂的电气传动系统，大大简化了传动链的体积和质量，在混合动力汽车和风力发电中有着良好的应用前景。专利号为“CN104377921A”的专利公开了一种永磁磁阻型双转子电机的结构，是本发明的研究基础。永磁磁阻型双转子电机作为双转子电机的一种，内电机形式上为永磁电机，延续了永磁电机的高功率密度的优点；外电机形式上为磁阻电机，继承了磁阻电机的结构简单、调速范围广的优点。内外电机的结合构成了永磁磁阻型双转子电机，有效地结合了内外电机的优点，且保证了紧凑的结构，具有较大的开发应用潜力。

永磁磁阻型双转子电机的外电机结构形式上为磁阻电机，外电机转子上安装有切向充磁的永磁体，定子绕组的不同的通电方式产生不同的磁场，但是该磁场必须配合外转子上永磁体的充磁方向和定子绕组的绕线方式才能使外电机可靠运行，所以定子绕组的通电方式与普通磁阻电机的通电方式有所不同，要求不同时刻每相绕组要能进行双极性通电。

对于普通磁阻电机使用的不对称半桥功率变换电路，仅适用于磁阻电机单极性通电的方式运行，不适用于永磁磁阻型双转子电机的外电机各相绕组需要双极性通电的运行方式；对于磁阻电机常用的H桥驱动电路，使用的开关器件较多且器件利用率低，增大了制造成本；对于常用的三相全桥可控电路，在应用在永磁磁阻型双转子电机的外电机的驱动时，每个桥臂有出现直通而导致短路的可能，不能保证外电机的稳定可靠运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种永磁磁阻型双转子电机的外电机功率变换电路，以克服现有技术存在的缺陷，本发明既能够实现永磁磁阻型双转子电机的外电机的高效运行，提高永磁磁阻双转子电机的控制性能，又能减少驱动电路所使用的开关器件，降低运行成本，提高开关器件利用率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种永磁磁阻型双转子电机的外电机功率变换电路，包括电源、A相绕组、B相绕组、C相绕组、第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂以及第四桥臂，所述的第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂以及第四桥臂并联后连接在电源的两端，A相绕组连接在第一桥臂和第二桥臂之间，B相绕组连接在第二桥臂和第三桥臂之间，C相绕组连接在第三桥臂和第四桥臂之间。

进一步地，第一桥臂包括第一开关管，第二开关管，第一功率二极管，第二功率二极管，第一开关管与第二开关管串联，第一开关管反向并联第一功率二极管，第二开关管反向并联第二功率二极管；第二桥臂包括第三开关管，第四开关管，第三功率二极管，第四功率二极管，第三开关管与第四开关管串联，第三开关管反向并联第三功率二极管，第四开关管反向并联第四功率二极管；第一开关管的发射极和第四开关管集电极之间串入A相绕组。

进一步地，第三桥臂包括第五开关管，第六开关管，第五功率二极管，第六功率二极管，第五开关管与第六开关管串联，第五开关管反向并联第五功率二极管，第六开关管反向并联第六功率二极管；第三开关管的发射极和第六开关管的集电极之间串入B相绕组。

进一步地，第四桥臂包括第七开关管，第八开关管，第七功率二极管，第八功率二极管，第七开关管与第八开关管串联，第七开关管反向并联第七功率二极管，第八开关管反向并联第八功率二极管；第五开关管的发射极和第八开关管的集电极之间串入C相绕组。

进一步地，第一开关管、第三开关管、第五开关管和第七开关管的集电极相并联且连接到电源的正输出端，第二开关管、第四开关管、第六开关管和第八开关管相发射极并联且连接到电源的负输出端。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明针对应用前景广阔的永磁磁阻型双转子电机的外电机进行了功率变换电路的设计，考虑永磁磁阻型双转子电机进行双极性通电的需求，通过控制各个开关管轮流间歇导通，避免了永磁磁阻型双转子电机外电机运行过程中同一桥臂发生短路的可能性，应用尽量少的开关器件满足控制要求，降低开关器件的开关频率，提高开关器件利用率，外电机相与相之间相互独立，通过控制不同桥臂上开关管的开通和关断实现绕组不同极性通电，保证永磁磁阻型双转子电机的外电机的正常运行，简化永磁磁阻型双转子电机的控制，提高了永磁磁阻型双转子电机的控制性能。

附图说明