CN115412001B 一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法 (南京信息工程大學(xué))_第1頁
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(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利公司32200審查員吳肖志一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線本發(fā)明涉及一種開關(guān)磁阻電機功率變換器控制在三相四橋臂驅(qū)動模式、三相全橋驅(qū)動模相四橋臂驅(qū)動模式與三相全橋驅(qū)動模式可以實通過該控制策略可以實現(xiàn)開關(guān)磁阻電機單極性21.一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法,用于實現(xiàn)三相開關(guān)磁阻電機在三相四橋臂驅(qū)動模式、三相全橋驅(qū)動模式、Miller變換器驅(qū)動模式下工作的切換,其特征在管的集電極分別與對應(yīng)二極管的負極相連接,各IGBT晶體管的發(fā)射極分別與對應(yīng)二極管的晶體管S?的集電極、第五IGBT晶體管S的集電極、第七IGBT晶體管S?的集電極六者相連,直極、第六IGBT晶體管S?的發(fā)射極、第八IGBT晶體管S的發(fā)射極六者相連;三相開關(guān)磁阻電機中A相繞組的其中一端分別對接第一IGBT晶體管S?的發(fā)射極、第二IGBT晶體管S?的集電極;三相開關(guān)磁阻電機中B相繞組的其中一端分別對接第五IGBT晶體管S?的發(fā)射極、第六IGBT晶體管S?的集電極;三相開關(guān)磁阻電機中C相繞組的其中一端分別對接第三IGBT晶體管S?的一端、C相繞組的另一端共同與第七IGBT晶體管S,的發(fā)射極、第八IGBT晶體管S的集電極相IGBT晶體管S?與第六IGBT晶體管S?構(gòu)成三相橋臂,第七IGBT晶體管S?與第八IGBT晶體管S?構(gòu)成公共橋臂;基于四組橋臂全部處于工作狀態(tài),功率變換器為三相四橋臂驅(qū)動模式;基于僅三相橋臂處于工作狀態(tài),功率變換器為三相全橋驅(qū)動模式;基于僅三相橋臂中上橋臂和公共橋臂中下橋臂共同工作時,功率變換器為Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式;基于僅三相橋臂中下橋臂和公共橋臂中上橋臂共同工作時,功率變換器為Miller變換器拓撲2驅(qū)動模式。2.基于權(quán)利要求1所述一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法,其特征在于:基于三相開關(guān)磁阻電機所對應(yīng)三相四橋臂驅(qū)動模式、三相全橋驅(qū)動模式、Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式、Miller變換器拓撲2驅(qū)動模式下工作,定義對應(yīng)第七IGBT晶體管S?的模式選擇信號g?,對應(yīng)第八IGBT晶體管S?的模式選擇信號g?,對應(yīng)三相橋臂中上橋臂第一IGBT晶體管S?、第三IGBT晶體管S?、第五IGBT晶體管S?的模式控制信號g+,對應(yīng)三相橋臂中下橋臂第二IGBT晶體管S?、第四IGBT晶體管S?、第六IGBT步驟A.根據(jù)三相開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子位置角θ,結(jié)合電機工作模式所對應(yīng)預(yù)設(shè)開通角0n與關(guān)斷角θff,執(zhí)行角度位置控制,獲得分別對應(yīng)三相開關(guān)磁阻相繞組的導(dǎo)通信號g?、g?、83848586,然后進入步驟B;步驟B.根據(jù)三相開關(guān)磁阻電機的三相繞組電流iaib、ic,結(jié)合電流斬波比較值±ichop,執(zhí)行電流雙極性斬波控制,獲得分別對應(yīng)三相開關(guān)磁阻電機A相繞組、B相繞組、C相繞組的電流斬波控制信號ga86、g。,然后進入步驟C;步驟C.針對導(dǎo)通信號g?、電流斬波控制信號g。、模式選擇信號g執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第一IGBT晶體管S?的控制信號g?';針對導(dǎo)通信號g?、電流斬波控制信號ga、模式選擇信號g.執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第二IGBT晶體管S?的控制信號g?’;針對導(dǎo)通信號g?、電流斬波控制信號g?、模式選擇信號g執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第三IGBT晶體管S?的控制3信號g?';針對導(dǎo)通信號g4、電流斬波控制信號g?、模式選擇信號g.執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第四IGBT晶體管S?的控制信號g?’;針對導(dǎo)通信號g?、電流斬波控制信號g。、模式選擇信號g執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第五IGBT晶體管S?的控制信號g?’;針對導(dǎo)通信號g?、電流斬波控制信號gc、模式選擇信號g.執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第六IGBT晶體管S?的控制信號g?';針對導(dǎo)通信號g?、S?g?執(zhí)行邏輯異或運算,并將運算結(jié)果與模式選擇信號g?執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第八IGBT晶體管S?的控制信號gg’;針對導(dǎo)通信號g?、84、8?執(zhí)行邏輯異或運算,并將運算結(jié)果與模式選擇信號g?執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第七IGBT晶體管S?的控制信號g?’;然后進入步驟D;S?的控制信號g?’g?'83'、g4'g?'86'g?'、gg',IGBT晶體管S?、第八IGBT晶體管Sg進行控制。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法,其特征在于:按如下步驟,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)三相四橋臂驅(qū)動模式下工作;步驟I1.開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間設(shè)置為0-18°;步驟I2.功率變換器中所有IGBT晶體管正常工作,功率變換器處于三相四橋臂驅(qū)動模式,三相四橋臂功率變換器雙極性勵磁每90°機械旋轉(zhuǎn)為一個周期,相當于開關(guān)磁阻電機的一個電周期;則其中0-3°時,第一IGBT晶體管S?、第六IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機BA兩相重疊導(dǎo)通;3-15°時,第一IGBT晶體管S?、第八IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機A相重疊導(dǎo)通;18-30°時,第七IGBT晶體管S?、第四IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機C相重疊導(dǎo)通;33-45°時,第八IGBT晶體管S?、第五IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機B相單疊導(dǎo)通;48-60°時,第七IGBT晶體管S?、第二IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機A相單獨導(dǎo)通;60-63°時,第三IGBT晶體管S?、第二IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機AC兩相重疊導(dǎo)通;63-75°時,第三IGBT晶體管S?、第八IGBT晶體管S?工通;78-90°時,第七IGBT晶體管S?、第六IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機B相單獨導(dǎo)通。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法,其特征在于:按如下步驟,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)三相全橋驅(qū)動模式下工作;步驟II1.開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間設(shè)置為0-30°;步驟I2.功率變換器中第一IGBT晶體管S?至第六IGBT晶體管S?正常工作,第七IGBT晶體管S?、第八IGBT晶體管S?退出工作,功率變換器處于三相全橋驅(qū)動模式,則其中0-15°時,第一IGBT晶體管S?、第四IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機AC兩相重疊導(dǎo)通;30-45°時,第五IGBT晶體管S?、第四IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機CB兩相重疊導(dǎo)通;45-60°時,45.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法,其特征在于:按如下步驟,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式下工步驟III1.開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間設(shè)置為0-13°;IGBT晶體管S、第八IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機B相單獨導(dǎo)通。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法,其特征在于:按如下步驟,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)Miller變換器拓撲2驅(qū)動模式下工步驟IV1.開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間設(shè)置為0-13°;5一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法,屬于開關(guān)磁阻電機控制技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002]開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)兼有傳統(tǒng)交直流傳動系統(tǒng)的優(yōu)點,結(jié)構(gòu)堅固、簡單、成本大的市場競爭力。功率變換器是開關(guān)磁阻電機驅(qū)動控制的核心,傳統(tǒng)的功率變換器采用不對稱半橋模式可以實現(xiàn)電流的單極性控制。為提升電機繞組的利用率,電流雙極性控制方式也得到了一定的發(fā)展。在傳統(tǒng)的交流電機變頻控制中,三相全橋功率變換器是主要的功率拓撲結(jié)構(gòu),以三相全橋功率變換器為功率拓撲的逆變器占據(jù)了電機驅(qū)動功率變換器領(lǐng)域最重要的份額。因此,三相全橋功率變換器單相、雙相、三相的功率橋臂等都已經(jīng)有成熟的功率模塊,從而極大方便了功率電機功率變換器的模塊化設(shè)計。然而,在傳統(tǒng)的逆變器或三相不對稱半橋、或者傳統(tǒng)的三相四橋臂功率變換器中,均只能實現(xiàn)單一的電流單極性的驅(qū)動控制或者雙極性控制,卻無法在一套功率變換器拓撲下實現(xiàn)多種模式的功率拓撲切換,并實現(xiàn)電機的電流單極性驅(qū)動控制和雙極性控制的靈活切換。發(fā)明內(nèi)容[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法,能夠?qū)崿F(xiàn)三相開關(guān)磁阻電機在三相四橋臂驅(qū)動模式、三相全橋驅(qū)動模式、Miller變換器驅(qū)動模式下工作的高效切換。[0004]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:本發(fā)明設(shè)計了一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法,用于實現(xiàn)三相開關(guān)磁阻電機在三相四橋臂驅(qū)動模式、三相全橋驅(qū)動模式、Miller變換器驅(qū)動模式下工作的切換,開關(guān)磁阻電機功率變換器包括各IGBT晶體管分別一一對應(yīng)的二極管;[0005]其中,各IGBT晶體管的集電極分別與對應(yīng)二極管的負極相連接,各IGBT晶體管的發(fā)射極分別與對應(yīng)二極管的正極相連接;直流電源V的正極、電容C的其中一端、第一IGBT體管S?的集電極六者相連,直流電源Va的負極、電容C的另一端、第二IGBT晶體管S?的發(fā)射六者相連;三相開關(guān)磁阻電機中A相繞組的其中一端分別對接第一IGBT晶體管S?的發(fā)射極、第二IGBT晶體管S?的集電極;三相開關(guān)磁阻電機中B相繞組的其中一端分別對接第五IGBT晶體管S?的發(fā)射極、第六IGBT晶體管S?的集電極;三相開關(guān)磁阻電機中C相繞組的其中一端分別對接第三IGBT晶體管S?的發(fā)射極、第四IGBT晶體管S?的集電極;三相開關(guān)磁阻電機中A6相繞組的另一端、B相繞組的另一端、C相繞組的另一端共同與第七IGBT晶體管S?的發(fā)射極、第八IGBT晶體管S?的集電極相連接;[0006]第一IGBT晶體管S?與第二IGBT晶體管S?、第三IGBT晶體管S?與第四IGBT晶體管S?、第五IGBT晶體管S與第六IGBT晶體管S?構(gòu)成三相橋臂,第七IGBT晶體管S,與第八IGBT晶體管S?構(gòu)成公共橋臂;基于四組橋臂全部處于工作狀態(tài),功率變換器為三相四橋臂驅(qū)動模式;基于僅三相橋臂處于工作狀態(tài),功率變換器為三相全橋驅(qū)動模式;基于僅三相橋臂中上橋臂和公共橋臂中下橋臂共同工作時,功率變換器為Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式;基于僅三相橋臂中下橋臂和公共橋臂中上橋臂共同工作時,功率變換器為Miller變換器拓撲2驅(qū)動模式。[0007]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:基于三相開關(guān)磁阻電機所對應(yīng)三相四橋臂驅(qū)動模式、三相全橋驅(qū)動模式、Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式、Miller變換器拓撲2驅(qū)動模式下工作,定義對應(yīng)第七IGBT晶體管S?的模式選擇信號g┐,對應(yīng)第八IGBT晶體管S?的模式選擇信號88,對應(yīng)三相橋臂中上橋臂第一IGBT晶體管S?、第三IGBT晶體管S?、第五IGBT晶體管S?的模式控制信號g+,對應(yīng)三相橋臂中下橋臂第二IGBT晶體管S?、第四IGBT晶體管S?、第六IGBT晶體管S?的模式選擇信號g,并執(zhí)行如下步驟:[0008]步驟A.根據(jù)三相開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子位置角θ,結(jié)合電機工作模式所對應(yīng)預(yù)設(shè)開通角θ與關(guān)斷角0f,執(zhí)行角度位置控制,獲得分別對應(yīng)三相開關(guān)磁阻電機A相繞組、B相繞[0009]步驟B.根據(jù)三相開關(guān)磁阻電機的三相繞組電流iai?、i。,結(jié)合電流斬波比較值±ichop,執(zhí)行電流雙極性斬波控制,獲得分別對應(yīng)三相開關(guān)磁阻電機A相繞組、B相繞組、C相繞組的電流斬波控制信號ga86、8。,然后進入步驟C;[0010]步驟C.針對導(dǎo)通信號g?、電流斬波控制信號g。、模式選擇信號g+執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第一IGBT晶體管S?的控制信號g?’;針對導(dǎo)通信號g?、電流斬波控制信號ga、模式選擇信號g.執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第二IGBT晶體管S?的控制信號g?';針對導(dǎo)通信號83、電流斬波控制信號g?、模式選擇信號g執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第三IGBT晶體管S?的控制信號g?';針對導(dǎo)通信號g?、電流斬波控制信號g?、模式選擇信號g.執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第四IGBT晶體管S?的控制信號g?’;針對導(dǎo)通信號g?、電流斬波控制信號g。、模式選擇信號g執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第五IGBT晶體管S?的控制信號g?’;針對導(dǎo)通信號86、電流斬波控制信號g。、模式選擇信號g.執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第六IGBT晶體管S?的控制信號g?’;針對導(dǎo)通信號g?、g?、g?執(zhí)行邏輯異或運算,并將運算結(jié)果與模式選擇信號g?執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第八IGBT晶體管S?的控制信號gg’;針對導(dǎo)通信號g?、84、8?執(zhí)行邏輯異或運算,并將運算結(jié)果與模式選擇信號g?執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第七IGBT晶體管S的控制信號g?';然后進入步驟D;[0011]步驟D.應(yīng)用分別對應(yīng)第一IGBT晶體管S?、第二IGBT晶體管S?、第三IGBT晶體管S?體管S?的控制信號g?’g?'、g?'、g4’g?'、g?'g?'、gg’,分別針對第一IGBT晶體管S?、第二[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:按如下步驟,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器7對應(yīng)三相四橋臂驅(qū)動模式下工作;[0013]步驟I1.開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間設(shè)置為0-18°;[0014]步驟I2.功率變換器中所有IGBT晶體管正常工作,功率變換器處于三相四橋臂驅(qū)動模式,三相四橋臂功率變換器雙極性勵磁每90°機械旋轉(zhuǎn)為一個周期,相當于開關(guān)磁阻電機的一個電周期;則其中0-3°時,第一IGBT晶體管S?、第六IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機A相單獨導(dǎo)通;15-18°時,第一IGBT晶體管S?、第四IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機C相單獨導(dǎo)通;30-33°時,第五IGBT晶體管S?、第四IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機CB兩相重疊導(dǎo)通;33-45°時,第八IGBT晶體管S?、第五IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機B相單獨導(dǎo)通;45-48°時,第二IGBT晶體管S?、第五IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機BA兩相重疊導(dǎo)通;48-60°時,第七IGBT晶體管S?、第二IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機A相單獨導(dǎo)通;60-63°時,第三IGBT晶體管S?、第二IGBT晶體管S?工作,三相開相重疊導(dǎo)通;63-75°時,第三IGBT晶體管S?、第八IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機C相單獨導(dǎo)通;75-78°時,第三IGBT晶體管S?、第六IGBT晶體管S重疊導(dǎo)通;78-90°時,第七IGBT晶體管S?、第六IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機B相單獨導(dǎo)通。[0015]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:按如下步驟,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)三相全橋驅(qū)動模式下工作;[0016]步驟II1.開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間設(shè)置為0-30°;[0017]步驟II2.功率變換器中第一IGBT晶體管S?至第六IGBT晶體管S?正常工作,第七IGBT晶體管S?、第八IGBT晶體管S?退出工作,功率變換器處于三相全橋驅(qū)動模式,則其中0-60°時,第二IGBT晶體管S?、第五I[0018]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:按如下步驟,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式下工作;[0019]步驟III1.開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間設(shè)置為0-13°;[0020]步驟III2.功率變換器中第一IGBT晶體管S?、第三IGBT晶體管S?、第五IGBT晶體管第七IGBT晶體管S?退出工作,功率變換器處于Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式,則其中0-13°時,第一IGBT晶體管S?、第八IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機A相單獨導(dǎo)通;15-28°時,第三IGBT晶體管S?、第八IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機C相單獨導(dǎo)通;30-43°時,第五IGBT晶體管S、第八IGBT晶體管S?工作,三相開關(guān)磁阻電機B相單獨導(dǎo)通。[0021]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:按如下步驟,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)Miller變換器拓撲2驅(qū)動模式下工作;8[0022]步驟IV1.開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間設(shè)置為0-13°;[0023]步驟IV2.功率變換器中第一IGBT晶體管S?、第三IGBT晶體管S?、第五IGBT晶體管第七IGBT晶體管S?正常工作,功率變換器處于Miller變換器拓撲2驅(qū)動模式,這其中0-13°[0024]本發(fā)明所述一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法,采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下技術(shù)效果:[0025]本發(fā)明所設(shè)計一種開關(guān)磁阻電機功率變換器多模式在線調(diào)控方法,通過開關(guān)器件的邏輯變化來實現(xiàn)多模式的靈活切換,能夠?qū)㈤_關(guān)磁阻電機切換控制在三相四橋臂驅(qū)動模式、三相全橋驅(qū)動模式、Miller變換器驅(qū)動模式下進行工作;其中三相四橋臂驅(qū)動模式與三相全橋驅(qū)動模式可以實現(xiàn)開關(guān)磁阻電機的雙極性控制,而Miller變換器可以滿足開關(guān)磁阻電機單極性控制要求。因此,通過該控制策略可以實現(xiàn)開關(guān)磁阻電機單極性驅(qū)動和雙極性控制的多模式驅(qū)動,同時由于三相四橋臂由四個獨立橋臂組成,拓撲結(jié)構(gòu)簡單,可以實現(xiàn)商用模塊化集成,可有效降低系統(tǒng)體積成本,增強功率系統(tǒng)的可靠性,在電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)、附圖說明[0026]圖1是本發(fā)明設(shè)計開關(guān)磁阻電機功率變換器切換到三相四橋臂驅(qū)動模式;[0027]圖2是本發(fā)明設(shè)計開關(guān)磁阻電機功率變換器的多模式在線調(diào)控方法的示意圖;[0028]圖3是本發(fā)明設(shè)計開關(guān)磁阻電機功率變換器切換到三相全橋驅(qū)動模式;[0029]圖4是本發(fā)明設(shè)計開關(guān)磁阻電機功率變換器切換到Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式;[0030]圖5是本發(fā)明設(shè)計開關(guān)磁阻電機功率變換器切換到Miller變換器拓撲2驅(qū)動模式。具體實施方式[0031]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。[0032]本發(fā)明設(shè)計了一種開關(guān)磁阻電機功率變換器,用于實現(xiàn)三相開關(guān)磁阻電機在三相[0033]其中,各IGBT晶體管的集電極分別與對應(yīng)二極管的負極相連接,各IGBT晶體管的發(fā)射極分別與對應(yīng)二極管的正極相連接;直流電源Va的正極、電容C的其中一端、第一IG體管S?的集電極六者相連,直流電源Vac的負極、電容C的另一端、第二IGBT晶體管S?的發(fā)射六者相連;三相開關(guān)磁阻電機中A相繞組的其中一端分別對接第一IGBT晶體管S?的發(fā)射極、第二IGBT晶體管S?的集電極;三相開關(guān)磁阻電機中B相繞組的其中一端分別對接第五IGBT9晶體管S?的發(fā)射極、第六IGBT晶體管S?的集電極;三相開關(guān)磁阻電機中C相繞組的其中一端分別對接第三IGBT晶體管S?的發(fā)射極、第四IGBT晶體管S?的集電極;三相開關(guān)磁阻電機中A相繞組的另一端、B相繞組的另一端、C相繞組的另一端共同與第七IGBT晶體管S?的發(fā)射極、第八IGBT晶體管S?的集電極相連接。表1三相四橋臂11110011Miller變換器101101001[0037]基于四組橋臂全部處于工作狀態(tài),功率變換器為三相四橋臂驅(qū)動模式;基于僅三相橋臂處于工作狀態(tài),功率變換器為三相全橋驅(qū)動模式;基于僅三相橋臂中上橋臂和公共橋臂中下橋臂共同工作時,功率變換器為Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式;基于僅三相橋臂中下橋臂和公共橋臂中上橋臂共同工作時,功率變換器為Miller變換器拓撲2驅(qū)動模式。[0038]進一步設(shè)計了基于上述開關(guān)磁阻電機功率變換器的多模式在線調(diào)控方法,基于三相開關(guān)磁阻電機所對應(yīng)三相四橋臂驅(qū)動模式、三相全橋驅(qū)動模式、Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式、Miller變換器拓撲2驅(qū)動模式下工作,定義對應(yīng)第七IGBT晶體管S的模式選擇信號g?,對應(yīng)第八IGBT晶體管S的模式選擇信號g?,對應(yīng)三相橋臂中上橋臂第一IGBT晶體管S?、第三IGBT晶體管S?、第五IGBT晶體管S的模式控制信號g+,對應(yīng)三相橋臂中下橋臂第二IGBT晶體[0039]步驟A.根據(jù)三相開關(guān)磁阻電機的轉(zhuǎn)子位置角θ,結(jié)合電機工作模式所對應(yīng)預(yù)設(shè)開通角θ與關(guān)斷角0f,執(zhí)行角度位置控制,獲得分別對應(yīng)三相開關(guān)磁阻電機A相繞組、B相繞[0040]步驟B.根據(jù)三相開關(guān)磁阻電機的三相繞組電流iai?、i。,結(jié)合電流斬波比較值±組的電流斬波控制信號ga86、8。,然后進入步驟C。[0041]步驟C.針對導(dǎo)通信號g?、電流斬波控制信號g。、模式選擇信號g+執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第一IGBT晶體管S?的控制信號g?’;針對導(dǎo)通信號g?、電流斬波控制信號ga、模式選擇信號g.執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第二IGBT晶體管S?的控制信號g?';針對導(dǎo)通信號83、電流斬波控制信號g?、模式選擇信號g執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第三IGBT晶體管S?的控制信號g?’;針對導(dǎo)通信號g4、電流斬波控制信號g、模式選擇信號g.執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第四IGBT晶體管S?的控制信號g?’;針對導(dǎo)通信號g?、電流斬波控制信號g。、模式選擇信號g執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第五IGBT晶體管S?的控制信號g?’;針對導(dǎo)通信號86、電流斬波控制信號g。、模式選擇信號g_執(zhí)行邏輯與運算邏輯異或運算,并將運算結(jié)果與模式選擇信號g?執(zhí)行邏輯與運算,獲得對應(yīng)于第七IGBT晶體管S的控制信號g,';然后進入步驟D。[0042]步驟D.應(yīng)用分別對應(yīng)第一IGBT晶體管S?、第二IGBT晶體管S?、第三IGBT晶體管[0043]關(guān)于切換三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器分別對應(yīng)三相四橋臂驅(qū)動模式下、三相全橋驅(qū)動模式、Miller變換器驅(qū)動模式下的工作,實際應(yīng)用當中,具體設(shè)計按如下步驟,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)如圖1所示的三相四橋臂驅(qū)動模式下工作。[0044]步驟I1.開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間設(shè)置為0-18°。[0045]步驟I2.功率變換器中所有IGBT晶體管正常工作,功率變換器處于三相四橋臂驅(qū)動模式,三相四橋臂功率變換器雙極性勵磁每90°機械旋轉(zhuǎn)為一個周期,相當于開關(guān)磁阻電獨導(dǎo)通。[0046]應(yīng)用中,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)如圖1所示的三相四橋臂驅(qū)動模式下工作,進行雙極性勵磁的時候開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間需要設(shè)置為0-18°,所有橋臂都正常工作,開關(guān)器件遵循表2中的邏輯。位置區(qū)間開通相工作開關(guān)i方向i方向S?,S?+-AS?,S?++C+B+S?,S5-+AS┐,S?-+C++B[0049]三相四橋臂驅(qū)動模式下有三種工作方式:勵磁、續(xù)流、退磁,每種工作方式又分為單相工作和兩相重疊工作。以A相繞組為例有:[0050]A相單獨勵磁。A相的繞組通過開關(guān)S?和S?或開關(guān)S?和S,用直流正電壓供電,其中開關(guān)S?和S?工作時A相繞組上為正方向電流;開關(guān)S?和S?工作時A相繞組上為負方向電流。該模式的電壓方程可以表示為:[0052]A相與C相串聯(lián)勵磁。直流正電壓V.通過開關(guān)S?和S?或開關(guān)S?和S?作用于A相和相的串聯(lián),其中開關(guān)S?和S?工作時A相繞組上為負方向電流;開關(guān)S?和S?工作時A相繞組上為正方向電流。該模式的電壓方程可以寫成:[0054]A相單獨續(xù)流。A相的繞組通過開關(guān)S?和D?或開關(guān)S?和D?續(xù)流,其中開關(guān)S?和D?工作程可以表示為:[0056]AC兩相串聯(lián)續(xù)流。AC兩相的繞組通過開關(guān)S?和D?或開關(guān)S?和D?續(xù)流,其中開關(guān)S?和D?工作時A相繞組上為負方向電流,C相繞組上為正方向電流;開關(guān)S?和D?都工作時A相繞組上為正方向電流,C相繞組上為負方向電流。該模式的電壓方程可以表示為:[0058]A相單獨退磁。A相的繞組通過開關(guān)D?和D?或開關(guān)D?和D?退磁,其中開關(guān)D?和D?工作時A相繞組上為負方向電流;開關(guān)D?和D?都工作時A相繞組程可以表示為:[0060]AC兩相串聯(lián)退磁。AC兩相的繞D?工作時A相繞組上為負方向電流,C相繞組上為正方向電流;開關(guān)D?和D?都工作時A相繞組上為正方向電流,C相繞組上為負方向電流。該模式的電壓方程可以表示為:[0062]設(shè)計按如下步驟,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)如圖3所示的三相全橋驅(qū)動模式下工作。[0064]步驟II2.功率變換器中第一IGBT晶體管S?至第六IGBT晶體管S?正常工作,第七IGBT晶體管S?、第八IGBT晶體管S?退出工作,功率變換器處于三相全橋驅(qū)動模式,則其中0-90°時,第三IGBT晶體管S?、第六IGBT晶體管S?工作,[0065]應(yīng)用中,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)如圖3所示的三相全橋驅(qū)動模式下工作,該驅(qū)動模式是在三相四橋臂的基礎(chǔ)上將公共橋臂退出工作變換而來。公共橋臂的退出工作,迫使此模式下需要兩相繞組聯(lián)合工作來達成電流的流通,進行雙極性勵磁的時候開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間需要設(shè)置為0-30°,所有相橋臂都正常工作,開關(guān)器件遵循表3中的邏輯。[0067]位置區(qū)間開通相工作開關(guān)i方向i方向i方向 相重疊工作,以A相為例有:[0069]AC兩相串聯(lián)勵磁,AC兩相的繞組通過開關(guān)S?、S?或者S?、S?進行勵磁,其中S?、S?工作時的電流為AC,S?、S?工作時的電流流向為AC。該模式的電壓方程可以表示為:[0071]AC兩相串聯(lián)續(xù)流,AC兩相繞組通過開關(guān)S?和二極管D?或者開關(guān)S?和二極管D?進行續(xù)流。其中S?、D?工作時的電流為A'C,S?、D?工作過時的電流為AC。該模式的電壓方程可以表示為:[0073]B相串聯(lián)A相進行退磁,BA兩相繞組通過了二極管D?、D?或者二極管D?、D?進行退磁。其中D?、D?工作時的電流為B'A,D?、D?工作時的電流為BA。該模式的電壓方程可以表示為:[0075]以及按如下步驟,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)如圖4所示的Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式下工作。[0076]步驟III1.開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間設(shè)置為0-13°。第七IGBT晶體管S?退出工作,功率變換器處于Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式,則其中0-13°[0078]應(yīng)用中,三相開關(guān)磁阻電機在功率變換器對應(yīng)如圖4所示的Miller變換器拓撲1驅(qū)動模式下工作,此驅(qū)動模式是在三相四橋臂的基礎(chǔ)上將相橋臂下半開關(guān)器件和公共橋臂上半開關(guān)器件退出工作變換而來。四個開關(guān)器件的退出工作就確定了電流的流通方向:從相繞組流向中性點N。此模式下為單極性勵磁,開關(guān)磁阻電機的開通區(qū)間一般設(shè)置為0-13°,開關(guān)器件遵循表4中的邏輯。[0080]位置區(qū)間開通相工作開關(guān)i方向i方向i方向 [0082]勵磁工作模式。A相繞組通過上管S?和公共管下管S?用直流正電壓供電,電流方向為正。該模式的電壓方程可以表示為:導(dǎo)通的情況下進行工作的。A相繞組上電流通過開關(guān)管S?以及公共管上二極管D?進行續(xù)流工

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