[发明专利]带辅助励磁绕组的互感型开关磁阻电机功率拓扑结构

说明书

本发明涉及一种带辅助励磁绕组的互感型开关磁阻电机功率拓扑结构，包括：直流电源、与直流电源并联的电源滤波电容、与直流电源相连的多个功率开关管、与各功率开关管相连的多个二极管、连接于功率开关管之间的多个辅助励磁绕组以及连接于功率开关管之间的三相互感型开关磁阻电机。本发明能够利用开关通断控制辅助励磁绕组的工作方式，励磁或是切断故障电枢结构，提高现有互感型开关磁阻电机输出转矩的同时，确保系统运行可靠性。

技术领域

本发明涉及电机制造及控制技术领域，尤其涉及一种带辅助励磁绕组的互感型开关磁阻电机功率拓扑结构。

背景技术

开关磁阻电机作为一种电励磁电机，其定转子均由普通硅钢片圧叠制成双凸极结构，转子上既无永磁体也无绕组，定子上只有集中式绕组线圈，依据“磁阻最小”原理工作。因其结构简单、成本较低、可靠性高、调速范围宽等优点得到了越来越多的关注，并且随着电力电子技术、现代微机控制技术以及计算机辅助设计技术的进步而迅猛发展。

开关磁阻电机的电机本体和功率变换器都具有坚固可靠的特点，基本不需要维护，对一些深海、高空、昼夜温差大的特殊作业环境具有很好的适应性。所以该种电机不仅在工业调速系统领域中已显示出强大的竞争力，在电动汽车、家用电器、纺织机械、石油开采、焦炭工业、航空航天等方面也有广阔的前景。

开关磁阻电机系统是一种机电一体化装置，它由开关磁阻电机、功率变换器及控制器组成。开关磁阻电机、功率变换器及控制策略之间是密切相关的，功率变换器是开关磁阻电机驱动系统重要组成部分，功率变换器向开关磁阻电机相绕组输出周期性脉冲电流，驱动电机运行，其拓扑结构具有多种形式，因此，如何从系统的角度选取功率变换器拓扑结构，用以有效地提高效率、降低电机故障率，成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种带辅助励磁绕组的互感型开关磁阻电机功率拓扑结构，可以提高现有互感型开关磁阻电机输出转矩的同时，提高系统运行可靠性。

本发明是通过以下技术方案予以实现：

一种带辅助励磁绕组的互感型开关磁阻电机功率拓扑结构，包括：直流电源(V)、与直流电源(V)并联的电源滤波电容(C)、与直流电源(V)相连的多个功率开关管、与各功率开关管相连的多个二极管、连接于功率开关管之间的多个辅助励磁绕组以及连接于功率开关管之间的三相互感型开关磁阻电机。具体地，包括15个功率开关管(T1-T15)、13个二极管(D1-D13)以及3个辅助励磁绕组(F1-F3)，所述辅助励磁绕组(F1-F3)串联。所述三相互感型开关磁阻电机包括A相绕组、B相绕组和C相绕组，所述A相绕组的一端同时连接在功率开关管(T1)的发射极和功率开关管(T7)的集电极，所述B相绕组的一端同时连接在功率开关管(T2)的发射极和功率开关管(T8)的集电极，所述C相绕组的一端同时连接在功率开关管(T3)的发射极和功率开关管(T9)的集电极，所述A相绕组、B相绕组、C相绕组的另一端相连于一点。

根据上述技术方案，优选地，所述直流电源(V)的正极与功率开关管(T1-T6)的集电极相连，直流电源(V)的负极与功率开关管(T7-T12)的发射极相连，所述功率开关管(T1-T6)的发射极与功率开关管(T7-T12)的集电极相连。

根据上述技术方案，优选地，所述辅助励磁绕组(F1)和辅助励磁绕组(F3)之间连接有功率开关管(T13)，所述辅助励磁绕组(F1)和辅助励磁绕组(F2)之间连接有功率开关管(T14)和功率开关管(T15)，所述功率开关管(T14)的集电极与功率开关管(T15)的发射极相连，所述功率开关管(T14)的发射极与功率开关管(T15)的集电极相连，所述二极管(D1-D13)分别与功率开关管(T1-T13)相连。