专利名称：五电平开关磁阻电机功率变换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种开关磁阻电饥功率变换器，具体地说，是涉及—种大功率的五电平开关磁阻电机功率变换器。
背景技术：
传统的开关磁阻电机的功率变换器由于功率器件本身容量的限制，使其很难在大功率场合(50KW以上)得以应用。而且电平数较少造成功率器件开关次数多，器件的损耗大，系统效率低，可靠程度不高，满足不了生产实际的要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供—种新型的开关磁阻电机功率变换器，以减少功率器件的开关次数，降低器件的损耗，提高系统的效率。
为了实现上述目的，本实用新型五电平开关磁阻电机功率变换器，由直流电容器、电控开关、二极管和控制器组成。两只直流滤波电容器接在电源输入侧，两只直流滤波电容器串联后，与串联有续流二极管的二只上位电控开关和串联有续流二极管的二只下位电控开关并联，在二只上位电控开关下级电控开关的发射极与二只下位电控开关的上级电控开关的基极间接分别串联有三个电机绕组，两直流哇粥中点通过—二极管与二只上位电控开关和二只下位电控开关的串联中点连接，每只电控开关的控制端与控制器相连。电控开关为半导体场效应管，串联方式为一只的源极接到第二只的漏极。
本实用新型提供—种新型的开关磁阻电饥功率变换器，减少功率器件的开关次数，降f氐器件的损耗，提高系统的效率。使开关磁阻电机能够在大功率场合得以应用。
图1为本实用新型的控制电路图。
图2为开关磁阻电机结构示意图。
图3为本实用新型的工作状态图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一个实例作进一步说明
在图l中，将输入电源滤波并向电机提供直流电压的直流电容器Ul， U2串联后，与串联有续流二极管Da2， Db2， Dc2的二只上位电控开关Sal 、 Sa2， Sbl、 Sb2， Scl、 Sc2和串联有续流二极管Dal， Dbl， Del的二只下位电控开关Sa3、 Sa4， Sb3、 Sb4， Sc3、 Sc4并联，在二只上位电控开关下级电控开关Sa2， Sb2， Sc2的漏极与二只下位电控开关的上级电控开关Sa3， Sb3， Sc3的源极间接分别串联有三个电机 绕组La、 Lb、 Lc，两直流电容器U1、 U2中点通过—二极管Dl、 D2、 D3与二只上位电控开关Sal、 Sa2， Sbl、 Sb2， Scl、 Sc2和二只下位电控开关Sa3、 Sa4， Sb3、 Sb4， Sc3、 Sc4的串联中点连接，每只电控开关的控制端与控制器相连。电控开关为半导体场效应管，两只串联方式为第一只的漏极接到第二只的源极。
电机的运行原理遵循磁阻最小原理－－磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合，而具有一定形状的转子铁心在移动到最小磁阻时，必使自己的主轴线与磁场的轴线重合。因此，只要依一定次序给定子的相绕组通电，电动机转子就会连续转动起来。对于每一相绕组通电时，该电路具有5种工作状态，以A相为例
状态2:主开关器件Sal， Sa2, Sa3， Sa4导通，绕组电流如图3(a)中ia所示，此时绕组承受的电压为2U。
状态l:主开关器件Sal， Sa2， Sa3导通，绕组电流如图3(b)中ia所示，此时绕组受的电压为U。
状态０主开关器件Sa3， Sa4导通，绕组电流如图3(c)中ia所示，此时绕组承受的电压为0。
状态－１:主开关器件Sa2导通，二极節Ｄal， Dl，绕组电流如图3(d)中ia所示，此时绕组承受的电压为-u。
状－２: 二极管Ｄal， Da2， Dl， D2， 绕组电流如图3(e)中ia所示，此时绕组承受的电压为-2U。
本实用新型在开关磁阻电机控制中的具体控制过程，以A相为例
① 首先判断电机的当前转速是否大于额定转速的５０％，是去②，否⑤．
② A相的四个开关器件Sal、 Sa2、 Sa3、 Sa4全导通，判断当前电流是否大于给定电流，是去③，否去②
③ A相的下MM个开关器件Sa3， Sa4导通，判断当前电流是否小于给定电流， 是去②，否去④。
④ A相的四个开关器件Sal、 Sa2、 Sa3、 Sa4全关断，判断当前电流是否小于给
定电流，是去②，否去④。
⑤ A相的三个开关器件Sal、 Sa2、 Sa3全导通，判断当前电流是否大B合定电 流，是去⑥，否去⑤。
⑥ A相的下面两个开关器件Sa3， Sa4导通，判断当前电流是否大于给定电流， 是去⑦，否去⑤。
⑦A相的第二个开关器件Sa2导通，判断当前电流是否大刊合定电流，是⑦， 否去⑤。
总而言之，与现有的开关磁阻电机传统的功率变换器相比，本实用新型的优点
是
1、 每一相的上下半桥用两个管子串联，在相同电机容量下，本实用新型器件 的容量只有传统变换器器件容量的一半，减少了系统成本。
2、 提高电机的工作效率。采用本实用新型，可以减少器件的开关次数，降低系统的损耗，提高系统的效率。
3、由于本实用新型的器件承受的电压为直流电压一半，所以在同等器件容量 的情况下，可以将开关磁阻电机控制系统应用到大功率场合。
图中标号说明如下
Sal、 Sa2、 Sa3、 Sa4: A相电控开关；
Dal、 Da2、 Dl、 D2: A相续流二极管；
Sbl、 Sb2、 Sb3、 Sb4: B相电控开关；
Dbl、 Db2、 D3、 D4: B相续流二极管；
Scl、 Sc2、 Sc3、 Sc4: C相电控开关；
Dcl、 Dc2、 D5、 D6: C相续流二极管；
Ul、 U2:直流电容；
La、 Lb、 Lc: A、 B、 C三相电机绕组。
权利要求1.五电平开关磁阻电机功率变换器，其特征在于两只直流滤波电容器(U1、U2)串联后，与串联有续流二极管(Da2，Db2，Dc2)的二只上位电控开关(Sa1、Sa2，Sb1、Sb2，Sc1、Sc2)和串联有续流二极管(Da1，Db1，Dc1)的二只下位电控开关(Sa3、Sa4，Sb3、Sb4，Sc3、Sc4)并联，在二只上位电控开关下级电控开关(Sa2，Sb2，Sc2)的发射极与二只下位电控开关的上级电控开关(Sa3，Sb3，Sc3)的基极间接分别串联有三个电机绕组(La、Lb、Lc)，两直流电容器(U1、U2)中点通过一二极管(D1、D2、D3)与二只上位电控开关(Sa1、Sa2，Sb1、Sb2，Sc1、Sc2)和二只下位电控开关(Sa3、Sa4，Sb3、Sb4，Sc3、Sc4)的串联中点连接，每只电控开关的控制端与控制器相连。
2.根据权利要求1戶皿的五电平开关磁阻电机功率变换器，，征在于戶，的电控开关为半导^^滅赃管，串联方式为 一只的源极接到第二只的漏极。
专利摘要一种五电平开关磁阻电机功率变换器，由控制绕组通断电的电控开关、滤波电容、电动机三相绕组、续流二极管和控制器组成。三相绕组的进出线端接有控制其通断电的两只串联的上位和两只串联的下位电控开关，每路开关并联有蓄流二极管，所有控制开关通断的控制端都接到控制器输出端上。它可以减少开关次数，降低器件的损耗，提高系统的效率，使开关磁阻电机能够在大功率场合得以应用，具有广泛的实用性。
文档编号H02P6/08GK201181923SQ200820035088
公开日2009年1月14日 申请日期2008年4月11日 优先权日2008年4月11日
发明者张志宝, 蒯松岩, 谭国俊 申请人:中国矿业大学