专利名称：一种开关磁阻发电机系统装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及开关磁隨电机，尤其是一种开关磁隨电縣^m背景駄^^通的发电te^W:直 电机，同步发电机，感应发电机，永磁同步发电机等。这些发电机一般要求在稳定的额定繊下运行，以保证输出功^i定、输出 电jss频率恒定。但^Uj发电、糊发电领域，原动机处于^iM行状态，由原 动机驱动的发电机^i将^t变化，因而导縱电机输出功率、输出^ffi&频率的变化。为了稳定输出功率、恒定输出电iES频率，已出现多种^i恒,皿电方案，诸如交流一直流一交流转换方式，交流整流子发电方式，磁场调制发电方级, 转换方式等。但小容量交流^i恒,皿电縣统硬件^ffi对较高，难以实现在较 宽的,范围内高效率运行。实用新型内容本实用新型的目的^^一种结构简单、造价低、维护方便、舰絲长、可 靠性高的开关磁隨电縣^g。本实用新M决其M问^^f，的技术方案是开关磁p腺电,^g是 由三相12/8结构开关鄉腺电机、三相不X^^W功率，器及TMS320系列 数^t号M^!DSP为杨ll、的離片机为杨0的全数^^制^M的机电一体化发 电縣统。三相12/8结构开关磁P腺电机定子的齡^J:绕有集中式线亂其线圈 中心线互成90°的四个线圈构成一相绕组。JW功率变换器主电路拓扑为三相不对 繊式，鹏功率变换器设有六只主开关和六只,二极管。三相不娥嫩鄉磁 功率变换器的每一相分别与三相12/8结构开关磁P腺电机的每一 相鄉相连。控制 器采用以TMS320系列数字信号^^1 DSP为杨11、的棘片机为杨1>的全数^^制 器。TMS320系列数滩号处理器DSP或单片^1^制三相不)^]W^JW功率变换器 各相主开关的通断， 1^电^^相不^ ^5 功率变换器向开关磁阻发电 机各相定子鄉循序鹏，使开关磁隨电m^H相不) ^^W功率变换器向用电负荷或储兽^a或电网供电。发电ah设w^ 健检测器，^ 健检测器的输出端与TMS320系列数^ft号^ra器DSP芯片的I/0 口，片机芯片的I/0 口相 连，鹏功率变换器设有二个电^i機。TMS320系列数雜号处理器DSP为核心 的棘片机为扬11、的全数^$制器设有驱动％^和微鹏，驱动鹏的输A^分 别与TMS320系列DSP芯片上的I/O 口，片机芯片上的I/O 口相连，驱动电路的输出端分别与三相不)^r浙鄉磁功率变换器的主开关的鹏端相连，二个电繊测TMS32;系歹T数報号M^ 1sP为核心的或单片机为:L、的全数^g制器^包括 TMS320系列DSP芯片或单片机芯片、时钟电珞、硬件看门狗电珞、旨显示电路。 M功率^^器的主开^OT功率MOSFET或IGBT器件。TMS320系列数^ft号处理 器DSP为杨L、的或单片机为核心的全数^^制器中可设有夕hT存储器。根据需要转 子錢检测器的输出端与TMS320系列数雜号^S器DSP芯片的I/O 口鹏片机芯 片的I/O 口之间设有隔离^;皿需要驱动电路的输A^与TMS320系列数^t号 处理器DSP芯片的I/O 口之间，片机芯片的I/O 口之间分别设有隔离电路。本实用新型的有益效果是开关磁|51^电 皿置由三相12/8结构开关磁 P皿电机、三相不)( ^^]磁功率变换器及以TMS320系列数^f号处理器DSP 为核心的離片机为核心的全数^^制器M的机电一体化发电机系统。开关磁阻电,统电机^ 仅由to:糊片Sffi而成、预U、无，、^7乂磁体，定子上设有集中式，，其结构坚固耐用、审隨^*低、易维护，适^f在恶劣的势卜环境 下工作，可实现其^Mm;发电机无法比拟的^^ii行。它可1赔iJMJiS:电路上^^相相互3te，当某相发生故障时，M:切除故P糊可以保iiEm^M续^t转。它織允i，变化范围宽，在^M又急剧变化的,下，电气上易实现输出功 ^t定、输出M恒定； 宽的,范围内具，高的系^^率，特别适^T在多变的織下高效率运行。系 *低，舰絲长，可靠性高和冗错能力强，具 有广泛的实用性。
图1是本实用新型鹏原理框图。图2是本实用新MH相12/8结构开关磁P皿电机截面结构示意图。具体鄉方式下面将结合附图中的^1例对本实用新型作进一步的描述本实用新型的开关磁ia^:电皿^g，它主要由三相12/8结构开关磁卩，电机、三相不)M1^^M功率变换器、TMS320系列数雜号处理器DSP为核心的或 单片机为杨L、的全数^^帝幡舰。三相12/8结构开关磁，雎电机的軒R为 1」、 无缀且、hlc久磁体结构，励磁电源纟^^相不X^式糊'M磁功率变换器向三 相12/8结构开关磁P腺电机的定子S ^a循序i^i，三相12/8结构开关磁ffl^电 机的定子S绕^^相不)(^^^式 磁功率变换器向用电负荷或储會缀置或 电网供电。栏相12/8结构开关磁P股电机定子的齡+肚绕有集中式线斷'1"、 "2"、 "3"、 "4"、 "5"、 "6"、 "75，、 "8"、 "9"、 "10"、 "11"和"12"，其线圈中心线互成 90°的四个线圈构成一相缀&，即线斷'1"、 "4"、 "7"和"10"构成A相雜&,线圈"2"、 "5"、 "8"和"11"构成B相鄉；线圈"3"、 "6"、 "9"和"12"构成C相鄉。鹏功率 变换器主TOI6扑为三相不^^式，IW功率变换器设有六只主开关S,、 S2、 S3、 S4、 S5、 S6和六只繊二极管VDi、 VDz、 VD3、 VD4、 VD5、 VD6。三相不娥嫩 ^M功率变换器的每一相分别与三相12/8结构开关磁P股电机的每一相纖相 连。控制器湖以TMS320系列数報号^1^器DSP为杨1>的鹏片机为杨1>的全 数^^制器，用TMS320系列数^号^bS器DSP为核心的，片机为核心的全数，制，制三相不)^JW5Mi功率变换M相主开关的通断，^a磁电源纟^H相不) #^ 功率^^向开关磁|5股电机各相定子^&循序 ,使开关磁P股电m^H相不X^^Mi功率变换器向用电负荷或储育離或电网供电。发电祉设W^T健检测器，^T腿检测器的输出端与TMS320系列数雜号处 理器DSP芯片的I/O 口鹏片机芯片的I/O 口相连，M功率变换器设有二个电流 检测器T,、 T2。駕320系列数報号^ra器DSP为核心的離片机为核心的全数 ^^制器设有驱动^^和，g，驱动TO的输A^分别与TMS320系列DSP 芯片上的I/O 口或单片机芯片上的I/O 口相连，驱动鹏的输出端分别与三相不对 繊^M功率变换器的主开关的鹏端相连，即bl与gl相连、b2与g2相连、 b3与g3相连、b4与g4相连、b5与g5相连、b6与g6相连，二个电流检测器T1、 T2的输出端与，g的输A^相连，，电路的输出端与驱动电路的输入端相 连。TMS320系列数雑号处理器DSP为杨ll、的或单片机为核心的全数^S制器还 包括TMS320系列DSP芯片，片机芯片、时钟电路、硬件看门狗电路、皿显示 电路。M功率变换器的主开关可，功率MOSFET或IGBT。根据需要TMS320系列数字信号处理器DSP为核心的或单片机为核心的全数雜制器中可设有夕hT存储器。Ig^需要^f ，1^测器的输出端与TMS320系列数^t号处理器DSP芯片的 I/O 口或单片机芯片的I/O 口之间设有隔离电路；根据需要驱动电路的输入端与 1MS320系列数^f号处理器DSP芯片的I/O 口之间^片机芯片的I/O 口之间分别 设有隔离TO。工作原理由^3在开关鄉股电机的 检测^测^ ，向，320 系列数^t号处理器DSP芯片，片机芯片^t信号，TMS320系列数字信号处理器 DSP芯片，片机芯片根据I/O 口,鹏信号，判断出当fl^^a，由另外的I/0 口发出开关角控制信号，经驱动鹏隔离放大后控制三相不)^] ^ 功率变换^#相主开关的通断，^Wi电源^H相不^^Wi功率变换器向开关磁P皿 电机各相定子鄉循序鹏，舰关磁隨电^H相不)(^W^W功率变换器向用电负荷或储會,或电网供电。用电流检测m^测开关磁p股电机各相定子绕组中的电流，电流检测器^M信号i^A，,，根据需要由，^&对驱动电路发激门信号，以微励磁功率变换器的主开关和续流二极管。键盘和显示器与TMS320系列数^t号M^!DSP芯片的I/O 口或单片机芯片的I/O 口相连，用于设置系统的运行状态、显示系统的实际运行状态。系^^W时钟电路、硬件看门狗 鹏。職需要，320系列数字信号处理器DSP为杨L、的或单片机为核心的全数字 控帝幡中可设有夕hT存储器。根据需要軒隨检测器的输出端与TMS320系列数字 信号处理器DSP芯片的I/O 口，片机芯片的I/O 口之间设有隔离电路；根据需要 驱动鹏的输A^与TMS320系列数報号处理器DSP芯片的I/O 口之间鹏片机芯 片的I/O 口之间分别设有隔离电路。
权利要求1.一种开关磁阻发电机系统装置，其特征在于它由三相12/8结构开关磁阻发电机g、三相不对称桥式励磁功率变换器及TMS320系列数字信号处理器DSP为核心的或单片机为核心的全数字控制器组成，三相不对称桥式励磁功率变换器的每一相分别与三相12/8结构开关磁阻发电机的每一相绕组相连；发电机上设有转子位置检测器，转子位置检测器的输出端与TMS320系列数字信号处理器DSP芯片的I/O口或单片机芯片的I/O口相连；励磁功率变换吕设有二个电流检测器T1、T2、TMS320系列数字信号处理器DSP为核心或单片机为核心的全数字控制器设有驱动电路和保护电路；驱动电路的输入端分别与TMS320系列DSP芯片上的I/O口或单片机芯片上的I/O口相连，驱动电路的输出端分别与三相不对称桥式励磁功率变换器的主开关的触发端相连，二个电流检测器的输出端与保护电路的输入端相连，保护电路的输出端与驱动电路的输入端相连。
2. 根据权利要求1戶;M的开关磁P腺电^Ll^g,，征在于三相12/8 结构开关磁P腺电机定子e的齡W:绕有集中式线亂其线圈中心线互成90。的 四^圈构成一相,。
3. 根据权利要求1臓的开关磁隨电縣^g，辦征在于:臓TMS320 系列数^t号^S器DSP为杨。、鹏片机为核心的全数^^先幡5^"时钟电路、 硬件看门狗鹏、MM示鹏。
4. 臓权利要求1或3戶脱的开关磁卩股电縣^g，辦征在于M 功率^^器的主开关Sl-S6为功率MOSFET或IGBT器件。
5. 根据权利要求1戶服的开关磁卩股电m^^g，辦征在于1MS320系 列数字信号处理器DSP为核心的或单片机为核心的全数報制器中设有夕hT存储 器。
专利摘要一种开关磁阻发电机系统装置，采用三相12/8结构开关磁阻发电机、三相不对称桥式励磁功率变换器及以TMS320系列数字信号处理器DSP为核心或单片机为核心的全数字控制器组成，该系统电机转子仅由电工硅钢片叠压而成、无刷、无绕组、无永磁体，定子上设有集中式绕组，其结构坚固耐用、制造成本低、易维护，它可做到磁路上及电路上各相相互独立，当某相发生故障时，通过切除故障相可以保证系统继续安全运转，具有较高的运行可靠性和容错能力，适合于在恶劣的室外环境下工作，可实现其他类型发电机无法比拟的长寿命运行，具有广泛的实用性。
文档编号H02P9/00GK201091066SQ200720046708
公开日2008年7月23日 申请日期2007年9月15日 优先权日2007年9月15日
发明者星 王, 昊 陈 申请人:中国矿业大学