[发明专利]一种基于双母线分裂电流采样的开关磁阻电机系统

摘要

本发明公开了一种基于双母线分裂电流采样的开关磁阻电机系统；在传统不对称半桥变换器的基础上，对上、下母线均进行分裂连接，采用两个电流传感器，分别检测上、下母线电流信息。其中一个母线电流包含了两相电流信息，另一个母线电流包含了另外两相电流信息。通过结合各相绕组的开通区间信息，可以有效地获得各相导通区间内的励磁电流，从而进行电流控制。本发明只需要两个电流传感器就可以检测出各相绕组在开通区间内的励磁电流，减少了传统电流传感器使用数量的一半。本方案不需要对各相进行脉冲注入，也不需要借助额外硬件设备，直接根据双母线采样电流和各相开通信息即可获得各相励磁电流，方法简单可靠，易于实施。

主权项

1.一种基于双母线分裂电流采样的开关磁阻电机系统，包括开关磁阻电机、具有分裂双母线的功率变换器、电流传感器、转子位置检测装置以及控制器；其特征在于：所述的开关磁阻电机具有四相定子绕组L_a、L_b、L_c、L_d；所述的功率变换器用于为开关磁阻电机的各相定子绕组提供励磁；所述的功率变换器上母线分裂成两部分，下母线分裂成两部分；所述的转子位置检测装置用于检测开关磁阻电机的转子位置角进而计算出开关磁阻电机的转速；所述的电流传感器个数为两个，分别用于检测功率变换器的分裂母线的上、下母线电流；所述的控制器根据双母线电流确定开关磁阻电机各相定子绕组的励磁电流，进而基于绕组励磁电流、转子位置角和转速，为功率变换器中的功率开关器件提供驱动信号；所述的功率变换器包括八个开关管S₁~S₈、八个续流二极管D₁~D₈、一个母线电容C、一个上母线电流传感器和一个下母线电流传感器；功率变换器的上母线分裂为两个部分，下母线同样分裂为两个部分；开关管S₁的一端、开关管S₅的一端、二极管D₁的阴极、二极管D₃的阴极、二极管D₅的阴极和二极管D₇的阴极相连并连接母线电容的一端以及外部直流电压源的正极，开关管S₃的一端和开关管S₇的一端连接上母线电流传感器的一端，上母线电流传感器的另一端与母线电容的一端以及外部直流电源的正极相连；开关管S₁的另一端与定子绕组L_a的一端和二极管D₂的阴极相连，开关管S₃的另一端与定子绕组L_b的一端和二极管D₄的阴极相连，开关管S₅的另一端与定子绕组L_c的一端和二极管D₆的阴极相连，开关管S₇的另一端与定子绕组L_d的一端和二极管D₈的阴极相连；定子绕组L_a的另一端与二极管D₁的阳极和开关管S₂的一端相连，定子绕组L_b的另一端与二极管D₃的阳极和开关管S₄的一端相连，定子绕组L_c的另一端与二极管D₅的阳极和开关管S₆的一端相连，定子绕组L_d的另一端与二极管D₇的阳极和开关管S₈的一端相连；二极管D₂的阳极、二极管D₄的阳极、二极管D₆的阳极、二极管D₈的阳极、开关管S₄的另一端和开关管S₈的另一端相连，并连接母线电容的另一端以及外部直流电压源的负极，开关管S₂的另一端和开关管S₆的另一端连接下母线电流传感器的一端，下母线电流传感器的另一端与母线电容的另一端以及外部直流电源的负极相连；上、下两个母线电流传感器用于检测分裂母线的电流，并获得开通区间内相励磁电流的信息用于电机系统的电流控制；八个开关管S₁~S₈的门极接收控制器提供的驱动信号。