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《开关磁阻电动机新型功率变换器及仿真分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期电机与控制学报年月开关磁阻电动机新型功率变换器及仿真分析‘,’,“,王喜莲王旭东刘宇华王炎哈尔滨理工大学,黑龙江哈尔滨夕洲〕哈尔滨电机厂,黑龙江哈尔滨,心扣哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨仪刃摘要提出一种通过二变换器对开关磁阻电动机绕组放电电流进行回馈的新型功率变换器,详细分析了其对系统性能的影响,并与传统的功率变换器作了比较,仿真计算了每种功率变换器下的系统输出电流及转矩波形,证实了该功率变换器对提高系统输出功率、减小转矩波动的有效性。关键词开关磁阻电动机功率变换器转矩波动仿真中图分类号下文献标识码文章编号一科一一一,,一’,一,,,,介,一的·一一引言开关磁
2、阻电动机以下简称因其结构简率变换器。然而电流关断时刻恰是绕组电感最大值单、制造成本低、效率高、可靠性好在某些应用领域或接近最大值,由此在绕组续流回路产生的强反电完全可以与直流电机、感应电机及永磁电机争雄,受势将不利于绕组电流迅速下降,因此选择合理的续到了各国厂商及学者的青睐。的特殊结构要求流方式将对调速系统的性能产生较大影响。传其各相电流要保持一定的相序,有一定的通断时统的功率变换器续流时间较长,影响系统输出功刻,因而各相要适时换流。且绕阻应能迅速从电源接率。本文提出一种通过有源逆变妇功率变换器受能量,又要能迅速向电源回馈能量,使电流在电感对绕阻放电电流进行回馈的
3、新型功率驱动电上升区结束时降为零,否则将在电感下降区产生负路,以加快绕组电流衰减,从而增加输出功率,与此转矩。因而需要一个具有适时供电与续流回路的功同时有效地减小转矩波动。收稿日期一一基金项目国家自然科学基金资助项目,,,作者简介王喜莲飞一女硕士研究生从事开关磁阻电动机调速系统及电力电子技术研究王旭东一,男,哈尔滨理工大学教授,哈尔滨工业大学博士研究生,从事开关磁阻电动机调速系统及电力电子与电力传动研究第期开关磁阻电动机新型功率变换器及仿真分析可见传统的功率变换器续流时加在绕组两端的新型功率变换器及绕组电流分析一,电压为砚若在续流过程中加大绕组两端的负绕组电感模型
4、压,则有利于能量快速回馈到电源,为此本文提出了功率变换器对绕组通断的控制是基于各新型功率变换器电路。,相绕组电感曲线基础上的在电感上升区绕组通新型功率变换器电,上升区结束前绕组关断。然而由于其双凸极新型功率变换器如图所示图是在传统的功结构,在定子极与转子极对齐位置,磁路饱和,绕组电率变换器基础上增加了一个用功率开关电源实现的感既是转子位置的函数,又是绕组电流的函数。对绕妇。增加妇变换器是为了续流时变换器组电感多数采用线性模型或准线性模型。忽略饱和增加绕组两端的反压,从而加速绕组电流衰减过影响,本文采用简化的电感线性模型,在定转子极程。不对齐位置气隙大,此时电感为最
5、小值。,在定转子极对齐位置气隙小,电感为最大值。简化的电感线伪‘,性模型为幸十一止七止生止一址二二十叮。式中二。“为转子极数因此电感变化率为护一‘臼‘,‘,器气玉一图新型功率变换器耐每相的瞬时转矩为该功率变换器对绕组充电过程与传统功率变换二—臼—,以器相同一相为例分析其充电回路如图虚线依相序合成各相的瞬时转矩,即可求出系统输出转所示,其电压方程见式。矩。呼传统功率变换器一,对于三相而言,传统的功率变换器如图本认所示。图中主要由个功率开关管,个续流二极管二组成。灯’一‘‘,报摧汉,一、厂一夸‘月备认一舀图传统功率变换器图新型功率变换器充放电电路恤山以相为例,电源电压
6、经过、给相供电,因而供电电压方程为图中,放电时绕组电流对电容和充电,即一,二部分能量直接回馈给电源另一部分能量通过妇艺式十乙一一一十忍变换器再回馈给电源,其放电回路如图伪虚线所,、,。,‘在电感上升区结束前关断从而绕组经过示变换器是一个受设定电压控制的高效、,,,,续流回馈能量到电源此时电压方程为开关电源矶越大绕组放电越快但受元器件额定参数限制需选择合适值。变换器的功率与电机一二一二止竺二二二二二〔’一一功率及其功率因数有关,通常情况下其功率为电机功电机与控制学报第卷率的左右。瓜两端电压‘大于矶时开关电源决速回馈电源的目的。在相同关断角情况下,传统的工作,,当,将
7、电能回馈给电源簇认时开关电源停止功率变换器由于续流时间长在电感下降区电流仍工作。这样屿的变化范围为认摊△、,△花为未降为零,。一从而产生了负转矩,,,才电压的波动范围一般只有几伏故认△叽如忽峥气乙曰只月︸,》·裂撰霉璐密一咬︸日︵︶,略△矶的作用其放电电压方程为︸。,电︸卜少、流’一、飞当二一一一二竺二兰二立‘一一一一,,可见逆变器的引人增加了续流时绕组两端的一一一反压,因而可使电流快速降为零。由充电回路设点电位为零电位,忽略、又正一布向压降,则点电位也为零电位,点、。点电位均为,”一一’,,·因而二极管两端承受的反电压为矶两端裂娜毕璐甚一侧︶日︵⋯⋯卿卿。,卿七
8、承受的反电
