专利名称：无位置传感器开关磁阻电机控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无位置传感器开关磁阻电机控制装置，尤其适用于煤矿井下传动
采煤机牵弓I 、防爆绞车牵弓I等机构传的控制。
背景技术：
开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)系双凸极可变磁阻电动 机。其定、转子的凸极均由普通硅钢片叠加而成。转子既无绕组也无永磁体，定子极上绕有 集中绕组，径向相对的两个绕组串联构成一个两极磁极，称为"一相"。SRM可以设计成多种 不同相数结构，且定、转子的极数有不同搭配。在第二届全国开关磁阻电机研讨会论文集公 开的"开关磁阻电动机的设计、分析与系统调试"中描述了各种定、转子的极数搭配及驱动 方式。 由于SRM具有以上所述特点，开关磁阻电动机不但具有结构简单牢固和控制方便 灵活、而且还具有较宽的转速及功率范围等优点，广泛应用在牵引运输、通用工业、航空、家 用电器等各个领域，已成为当代电气传动的热门课题之一。位置检测环节是开关磁阻电动 机驱动系统的重要组成部分，检测到的位置信号既是绕组开通与关断的依据，也为转速闭 环控制提供了转速信息。但是SRM驱动系统引入位置传感器带来了一定的消极影响，如增 加了 SRM结构的复杂性；增加了 SRM与控制器之间的电路连线增加了成本和潜在的不稳 定性，而且由于传感器分辨率的限制，导致SRM驱动系统高速运行性能下降。
发明内容本实用新型的目的是针对已有技术存在问题，提供一种结构简单，稳定性好，分辨 率高的无位置传感器开关磁阻电机控制装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案包括三相交流电源，其输出线上通过电
压检测模块和电流检测模块连接有整流主控制器，整流主控制器经整流侧驱动器连接一整
流桥，整流桥的输入端连接有三相变压器，三相变压器与三相交流电源之间设有交流接触
器，整流桥的输出端连接有与开关磁阻电机相连的不对称半桥线路功率变换器；不对称半
桥线路功率变换器通过逆变侧驱动器连接有逆变主控制器，逆变主控制器分别连接有与母
线相连的母线侧电压检测模块和与电机三相进线相连的三相电流检测模块。 所述的整流桥的拓扑结构为普通型二极管整流器或回馈型整流器。 有益效果本实用新型涉及煤矿井下的传动应用场合，如矿用井下采煤机牵引、井
下防爆绞车牵引等，与现有技术相比，采用不对称半桥线路的三相SRM功率变换器，控制开关
磁阻电机时，仅需采集三个电流信号和一个母线电压信号，无需位置传感器就能达到驱动开
关磁阻电机的驱动装置。其结构简单，成本低，可靠耐用，使用效果好，具有广泛的实用性。
图1表示无位置传感器开关磁阻电机控制装置的系统3[0009] 图2表示控制系统的拓扑结构。 图中1-整流主控制器；2-逆变主控制器；3-电压检测模块；4_电流检测模块； 5_整流侧驱动器；6-母线侧电压检测模块；7-逆变侧驱动器；8-电流检测模块；9_三相交 流电源；10-交流接触器；11-三相变压器；12-整流桥；13-不对称半桥线路功率变换器； 14-开关磁阻电机。
具体实施方式
以下结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的描述 图l所示，本实用新型的无位置传感器开关磁阻电机控制装置，主要由整流回路 和不对称半桥线路构成。整流回路整流由主控制器1、电压检测模块3、电流检测模块4、整 流侧驱动器5、三相交流电源9、交流接触器10、三相变压器11和整流桥12构成，整流主控 制器1与三相交流电源9之间连接检测电压和电流的电压检测模块3和电流检测模块4，整 流主控制器1经整流侧驱动器5连接整流桥12，整流桥12的输入端连接三相变压器11，三 相变压器11与三相交流电源9之间设有交流接触器IO，整流桥12的拓扑结构为普通型二 极管整流器或回馈型整流器。不对称半桥线路由逆变主控制器2、母线侧电压检测模块6、 逆变侧驱动器7、三相电流检测模块8和不对称半桥线路功率变换器13构成，整流桥12的 输出端连接与开关磁阻电机14相连的不对称半桥线路功率变换器13 ;不对称半桥线路功 率变换器13通过逆变侧驱动器7连接逆变主控制器2，逆变主控制器2分别连接与母线相 连的母线侧电压检测模块6和与电机三相进线相连的三相电流检测模块8。 工作原理，输入三相交流电源9，电压等级为380V、660V或者1140V，交流接触器10 及三相变压器11设在输入侧，与整流桥12相连接，经整流后电源接到不对称半桥线路的三 相SRM功率变换器13，每相两个IGBT经开关磁阻电机14的一相绕组串联。经电压检测模 块3和电流检测模块4分别采集三相电源的电压和电流信号，然后送入整流主控制器1进 行信号处理，然后将驱动信号送入驱动器5，此驱动板可以同时发送六路驱动脉冲，用来驱 动IGBT可靠开通与关断，实现将交流整成恒定直流；另一部分为逆变控制回路，由母线侧 电压检测装置6采集母线电压，并由电流霍尔传感器8采集电机侧每相的电流信号，送入 逆变主控制器2进行信号处理，对电压及电流信号进行模数转化并计算得出实时的估计磁 链，然后与系统设定的参考磁链比较，确定对IGBT的开关信号，然后送入驱动板7，与驱动 板5相同，发出六路驱动脉冲，实现无位置传感器开关磁阻电机的相切换控制。
权利要求一种无位置传感器开关磁阻电动机控制装置，其特征在于它包括三相交流电源(9)，其输出线上通过电压检测模块(3)和电流检测模块(4)连接有整流主控制器(1)，整流主控制器(1)经整流侧驱动器(5)连接一整流桥(12)，整流桥(12)的输入端连接有三相变压器(11)，三相变压器(11)与三相交流电源(9)之间设有交流接触器(10)，整流桥(12)的输出端连接有与开关磁阻电机(14)相连的不对称半桥线路功率变换器(13)；不对称半桥线路功率变换器(13)通过逆变侧驱动器(7)连接有逆变主控制器(2)，逆变主控制器(2)分别连接有与母线相连的母线侧电压检测模块(6)和与电机三相进线相连的三相电流检测模块(8)。
2. 根据权利要求1所述的无位置传感器开关磁阻电动机控制装置，其特征在于所述 的整流桥(12)的拓扑结构为二极管整流器或回馈型整流器。
专利摘要一种无位置传感器开关磁阻电动机控制装置，包括三相交流电源，其输出线上通过电压检测模块和电流检测模块连接有整流主控制器，整流主控制器经整流侧驱动器连接一整流桥，整流桥的输入端连接有三相变压器，三相变压器与三相交流电源之间设有交流接触器，整流桥的输出端连接有与开关磁阻电机相连的不对称半桥线路功率变换器；不对称半桥线路功率变换器通过逆变侧驱动器连接有逆变主控制器，逆变主控制器分别连接有与母线相连的母线侧电压检测模块和与电机三相进线相连的三相电流检测模块。控制开关磁阻电机时，仅需采集三个电流信号和一个母线电压信号，无需位置传感器就能达到驱动开关磁阻电机的驱动装置。其结构简单，成本低，可靠耐用。
文档编号H02P27/06GK201467049SQ20092003890
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者张旭隆, 李广超, 蒯松岩, 谭国俊 申请人:中国矿业大学