一种新型四相开关磁阻电机功率变换器的分析与... - 中

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1、一种新型四相开关磁阻电机功率变换器的分析与...-中...一种新型四相SR电机功率变换器的分析与设计孙冠群，林辉，齐蓉（西北工业大学自动化学院西安710072）摘要：功率变换器是开关磁阻电动机调速系统（SRD）中的重要组成部分，现有的各种功率变换器大都有这样或那样的问题与不足，关键是不能保证较好的性能价格比。本文通过对两种常用的四相开关磁阻电动机（SR）功率变换器主电路进行分析，优化、综合常用的主电路，给出了目前最优的四相SR电机功率变换器主电路型式——最少主开关型，提高了经济性和实用性。结合作者的研制实践，又给出了5.5KW的SR电机新型功率变

2、换器的实际电路、主要器件及其定额的选择。通过实验成功地应用此方案，基于降低SR电机转矩波动的有效手段，同时实现电机实时双相绕组通电稳定运行。关键词：开关磁阻电动机；功率变换器；最少主开关；绕组双相运行中图分类号：TM301.2文献标识码：AAnalysisandDesignofNewPowerConverterforFourPhaseSwitchedReluctanceMotorSunGuanQun，LinHui，QiRong（CollegeOfAutomationOfNorthWesternPolytechnicalUniversity,xi’

3、an710072,China）Abstract：Powerconverterisimportantpartofswitchedreluctancemotor,inpresent,mostofpowerconverterhavemanyshortcoming,theyofthebestpivotalisthattheyhavenotoutstandingrates.Inthearticle,twotraditionalpowerconvertermaincircuitforfourphaseswitchedreluctancemotorareana

4、lyzed,optimizedandsynthesized.ThepapergivesthemaincircuitofnewpowerconverterforfourphaseSRmotor——themaincircuitoftheleastcentralswitch.Withtheprojectpractice,thepapergivesthepracticalcircuit,keycomponentandit’sparameter.Withexperiment,theprojectisappliedsuccessfully.Inorderto

5、reducetorque-rippleofelectricmachinealso,securelocomotionisachievedwithsimultaneouselectrifytwophaseloop.Keywords:switchedreluctancemotor;powerconverter;theleastcentralswitch;simultaneouselectrifytwophaseloop1.引言开关磁阻电动机（SR）因其结构简单、制造成本低、效率高、可靠性好,在某些应用领域完全可以与直流电机、感应电机及永磁电机争雄，特别

6、是在国民经济中应用最广的感应电动机，SR电动机与其相比在某些领域已显示出相当的优势。SR电动机的功率变换器相当于PWM变频调速感应电动机的变频器一样，在调速系统中占有重要地位，功率变换器设计是提高开关磁阻电动机调速系统（SRD）性能价格比的关键之一。由于1SR电动机工作电压、电流波形并非正玄波，且波形受系统运行条件及电机设计参数的制约，变化很大，难以准确预料，因此，SRM功率变换器的设计是与SR电动机、控制器的设计密切相关的，适用于所有SR电动机及不同控制方式的“理想功率变换器”是没有的。事实上，SRD的一些参数，如相数、定转子级数、定转子极弧尺

7、寸、绕组匝数、功率变换器主电路、运行方式及其控制变量等在设计中均有很大的选择余地，所以必须从优化整体性能价格比的角度综合地考虑三者的设计。本文针对一台5.5KW的四相SR电动机展开功率变换器的设计工作。将新型四相功率变换器主电路结构应用于实践，通过实验还实现了电机双相稳定运行。2.功率变换器主电路分析与设计拓扑结构设计是SR电动机功率变换器设计的关键之一。围绕处理放电绕组磁场能量问题，已出现多种不同的主电路结构形式，如不对称半桥型、双绕组型、双极性直流电源型、带储能电容的、Miller型等等，其中在四相（8/6）SRD系统中应用最广的是图1所示不

8、对称半桥型和双极性直流电源型。（a）双极性电源型(b)不对称半桥型图1两种常用功率变换器主电路型式双极性电源型功率变换器每相只用一只主开