[发明专利]一种开关磁阻电机不对称半桥功率变换器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种开关磁阻电机不对称半桥功率变换器，包括经LC滤波器连接在电源上的第一主电路和第二主电路，第一主电路和第二主电路并联，第一主电路包括第四功率二极管D4、第一电解电容C1以及A相电机、C相电机，A相电机和C相电机均包括两组开关管、两组二极管以及一组绕组，其中A相电机、C相电机共用一组开关管和一组二极管；第二主电路包括第八功率二极管D8、第二电解电容C2以及B相电机、D相电机，B相电机和D相电机均包括两组开关管、两组二极管以及一组绕组，其中B相电机、D相电机共用一组开关管和一组二极管，本发明体积小、成本低、可靠性强。

技术领域

本发明涉及一种功率变换器，特别涉及一种开关磁阻电机不对称半桥功率变换器。

背景技术

开关磁阻电机具有高可靠性、起动转矩大、制造成本低等优势，其功率拓扑结构一直是各国国家研究的热点，合适的拓扑结构可以降低开关磁阻电机的成本，提高开关磁阻电机的动态特性，拓宽开关磁阻电机的应用场合。

在传统的开关磁阻电机驱动系统中，应用最广泛而且最典型的功率变换器是不对称半桥型功率变换器拓扑结构，该变换器可以实现对定子各相绕组的独立控制，并在电机运行过程中为其提供斩波期间的续流回路和换相时的快速退磁回路，控制过程简单易于实现。

但是，该变换器的缺点是定子绕组的每一相都要用两个开关管和两个续流二极管，而且每相都需要各自安装一个电流传感器用于电流检测，随着电机绕组相数的增加，电机系统的体积和成本将会明显增加，系统的可靠性也会降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关磁阻电机不对称半桥功率变换器及其控制方法，其体积小、成本低、可靠性强。

本发明的目的是这样实现的：一种开关磁阻电机不对称半桥功率变换器，包括经LC滤波器连接在电源上的第一主电路和第二主电路，所述第一主电路和第二主电路并联，所述第一主电路包括第四功率二极管D4、第一电解电容C1以及A相电机、C相电机，所述A相电机和C相电机均包括两组开关管、两组二极管以及一组绕组，其中A相电机、C相电机共用一组开关管和一组二极管；所述第二主电路包括第八功率二极管D8、第二电解电容C2以及B相电机、D相电机，所述B相电机和D相电机均包括两组开关管、两组二极管以及一组绕组，其中B相电机、D相电机共用一组开关管和一组二极管。

作为本发明的进一步限定，所述A相电机包括第一开关管S1、第二开关管S2、第一功率二极管D1、第二功率二极管D2和A相绕阻；

第一开关管S1的第一端与电源的第一端连接，第一开关管S1的第二端与第一功率二极管D1的负极端连接，第二功率二极管D2的负极端与第一开关管S1的第一端、电源的第一端连接，第二功率二极管D2的正极端与第二开关管S2的第一端连接，第二开关管S2的第二端与第一功率二极管D1的正极端、电源的第二端连接，A相绕阻的第一端与第一开关管S1的第二端、第一功率二极管D1的负极端连接，A相绕阻的第二端与第二开关管S1的第一端、第二功率二极管D1的正极端连接。

作为本发明的进一步限定，所述C相电机包括第二开关管S2、第三开关管S3、第二功率二极管D2、第三功率二极管D3和C相绕阻，其与A相电机共用第二开关管S2和第二功率二极管D2；

第三开关管S3的第一端与电源的第一端、第一开关管S1的第一端、第二功率二极管D2的负极端连接，第三开关管S3的第二端与第三功率二极管D3的负极端连接，第三功率二极管D3的正极端与第二开关管S2的第二端、第一功率二极管D1的正极端、电源的第二端连接，C相绕阻的第一端与绕阻A的第二端、第二功率二极管D2的正极端、第二开关管S2的第一端连接，C相绕阻的第二端与第三开关管S3的第二端、第三功率二极管D3的负极端连接。

作为本发明的进一步限定，所述B相电机包括第五开关管S5、第六开关管S6、第五功率二极管D5、第六功率二极管D6和B相绕阻；