一种用于三相srm模块化功率变换器的双极性励磁控制策略的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于S相SRM模块化功率变换器的双极性励磁控制策略，属于电 机控制领域。
【背景技术】
[0002] SRM驱动系统包括电机本体、控制器、功率变换器和检测器四个部分。功率变换器 负责为电能传输提供通路，实现向SRM供电、将电能回馈给电源或向用电负载供电等功能。 SM驱动系统除电机本体之外，其体积、重量和成本主要取决于功率变换器。传统SRM功率变 换器拓扑主要有不对称半桥型、公共开关型、电容裂相型、电容转储型等结构，运些结构与 传统交流电机功率变换器有很大差别，不能直接使用已经成熟的交流电机驱动器模块，通 常采用分立开关器件实现，增加了系统的复杂度、体积和重量，降低了可靠性，提高了成本。 上世纪八十年代W来，电力电子技术和计算机技术的发展，为功率器件的更新换代奠定了 基础。特别是高集成度、低成本功率开关模块的出现，对功率变换器拓扑结构的研究产生了 深远影响。近年来，出现了一些模块化SRM功率变换器，但绝大部分存在器件选型范围较窄 或利用率不高的缺陷。文献乂ost-optimized switched reluctance motor 化ive with bipolar currents"基于一个Six-pack IGBT模块和一个Dual IGBT模块提出了一种适用于 S相SRM绕组星形连接且中线引出的功率变换器拓扑，提高了系统集成度，拓宽了器件选型 范围，同时器件也有较高的利用率，但所用控制策略无法完成两相同时导通，导致电机平均 输出转矩小，转矩脉动大。
【发明内容】
[0003] 针对上述模块化功率变换器控制方法的缺陷，本发明提出了一种新的控制策略， 在不改变功率变换器结构的基础上，能够实现两相同时导通，提高了电机的平均输出转矩， 降低了转矩脉动。且Six-pack IGBT模块中开关管平均开关频率为不对称半桥功率变换器 中开关管平均开关频率的一半，缩短了导通时间，延长了工作寿命。
[0004] 定义S相开关磁阻电机A、B和C相绕组的开通、关断角分别为0〇nA、目。ffA、目。nB、目Of巧、 0。。〇、0。:洗，转子位置角为0，5觀转子极数为扼，开关磁阻电机各相导通角存在重叠，贝。
[000引各相励磁顺序为BA一A一AC一C一CB一B一BA。技术方案如下：
[0009]当目。nA<目<目Of巧时，A相导通，B相未关断，A相绕组所连接Six-pack IGBT模块桥臂 的上（下）管与B相绕组所连接Six-pack IGBT模块桥臂的下（上）管同时导通，并与电源正、 负端组成完整回路，此时A、B两相串联励磁；
[0010] 当目。ffB含目<0〇nc时，B相关断，A相绕组所连接Six-pack IGBT模块桥臂的上（下倦 与绕组另一端所连接Dual IGBT模块桥臂下(上)管同时导通，并与电源正、负端组成完整回 路，此时A相绕组单独励磁，B相退磁直至关断；
[0011] 当目。nc< 0<0〇ffA时，C相导通，A相未关断，A相绕组所连接Six-pack IGBT模块桥臂 上（下）管与C相绕组所连接Six-pack IGBT模块桥臂的下（上)管同时导通，并与电源正、负 端组成完整回路，此时A、C两相串联励磁；
[001^ 当目。ffA含目<00nB时，A相关断，讨目绕组所连接Six-pack IGBT模块桥臂的上（下倦 与绕组另一端所连接Dual IGBT模块桥臂的下(上)管同时导通，并与电源正、负端组成完整 回路，此时C相绕组单独励磁，A相退磁直至关断；
[OOU] 当0nnB含0<0〇ffG时，B相导通，讨目未关断，讨目绕组所连接Six-pack IGBT模块桥臂 的上（下）管与B相绕组所连接Six-pack IGBT模块桥臂的下（上）管同时导通，并与电源正、 负端组成完整回路，此时C、B两相串联励磁；
[0014] 当目。ffc<目<目。nA时，讨目关断，B相绕组所连接Six-pack IGBT模块桥臂的上（下）管 与绕组另一端所连接Dual IGBT模块桥臂的下(上)管同时导通，并与电源正、负端组成完整 回路，此时B相绕组单独励磁，C相退磁直至关断；
[0015] 本发明所述控制策略包括电机绕组励磁、零压续流和退磁S种工作模式，当SRM各 相导通角存在重叠时，运=种模式又可分为电机绕组单相励磁、两相串联励磁、单相零压续 流、两相串联零压续流、单相退磁、两相串联退磁，共6种工作模式。基于运些模式，可W方便 的实现SRM的电流斩波控制和电压PWM控制。
[0016] 本发明的有益效果:①克服了所用SRM模块化功率变换器无法两相重叠导通的缺 陷，增大了导通角，提高了电机平均输出转矩，降低了转矩波动;②降低了Six-pack IGBT模 块开关管的平均开关频率，延长了该模块的工作寿命。
【附图说明】
[0017]图巧A、B两相绕组串联励磁工作模式图。
[0018]图2为A相绕组单独励磁工作模式图。
[0019 ]图3为A、C两相绕组串联励磁工作模式图。
[0020]图4为C相绕组单独励磁工作模式图。
[0021 ]图5为C、B两相绕组串联励磁工作模式图。
[0022] 图6为B相绕组单独励磁工作模式图。
【具体实施方式】
[0023] W下结合附图和具体实例，对本发明的技术方案进行详细说明。实例所用电机为 一个化胖；相12/8极开关磁阻电机。开通角目。n = 0°，关断角0Dff=18°"W9O°为一个电周期， 各相励磁顺序为BA一 A一 AC一 C一 CB一 B一 BA一 A一 AC一 C一 CB一 B一 BA。定义各相电流流入N 点为正方向。
[0024] 当0° <目<3°时，A相导通，B相未关断，T1、T6同时导通，此时A、B两相绕组串联励磁， A相电流为正，B相电流为负，如图1实线所示；
[0025] 当3° <目<15°时，B相关断，Tl、T8同时导通，此时A相绕组单独励磁，B相绕组退磁，A 相电流为正，如图2实线所示；
[0026] 当15° <目<18°时，讨目导通，A相未关断，T1、T4同时导通，此时A、C两相绕组串联励 磁，A相电流为正，C相电流为负，如图3实线所示；
[0027] 当18° < 0<3〇°时，A相关断，T7、T4