[发明专利]开关磁阻电机广义多电平拓扑及其控制方法

权利要求书

1.开关磁阻电机广义多电平拓扑及其控制方法，该结构由可控开关，二极管和储能电容，组成。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机广义多电平拓扑结构，其特征在于：称相绕组可允许产生的最大电平数为该拓扑的电平数，则M(M为大于等于3的正整数)电平变换器N相共需N*(M-1)个功率开关管，N*(M-1)个功率二极管，(M-1)/2个储能电容。其中，各相均需(M-1)个功率开关管，(M-1)个功率二极管，此外N相公用(M-1)/2个储能电容。

3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机广义多电平拓扑结构，其特征在于：拓扑为单直流源供电，附加桥臂器件(每相共(M-3)个功率开关管和(M-3)个功率二极管)所承受的电压均为2/(M-1)倍的直流电源电压，主桥臂器件(每相共2个功率开关管和2个功率二极管)所承受的电压为直流电源电压。

4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机广义多电平拓扑结构，其特征在于：该拓扑具有较少的开关器件但N相仍可以独立控制。

5.根据权利要求1所述的开关磁阻电机广义多电平拓扑结构，所实施的拓扑的第一种控制方法，其特征在于：该方法采用占空比与高频三角载波进行载波移相PWM调制产生所需的信号，各相产生的信号与开关磁阻电机的换向逻辑输出和限流逻辑输出进行与逻辑运算，产生最终的开关信号驱动本拓扑的开关工作。

6.根据权利要求1所述的开关磁阻电机广义多电平拓扑结构，所实施的拓扑的第二种控制方法，其特征在于：该方法采用一维空间矢量调制方式，利用伏秒平衡原理计算出各矢量作用时间，在各矢量作用的时间段内，输出对应开关状态，与开关磁阻电机的换向逻辑输出和限流逻辑输出进行与逻辑运算，产生最终的开关信号驱动本拓扑的开关工作。

7.根据权利要求1所述的开关磁阻电机广义多电平拓扑结构，其特征在于：通过分析输出电压与主开关管驱动逻辑的关系可知，除了最高和最低电平只对应一种开关状态以外，介于最高和最低电平之间的电平数均具有冗余开关状态与之对应，冗余的开关状态可以用来实现该拓扑的容错控制以及储能电容中性点电压平衡控制，负电平与正电平对应的开关状态个数相同。