【】本發(fā)明涉及開關(guān)磁阻電機，尤其涉及一種用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)及其控制方法。

背景技術(shù)

0、
背景技術(shù)：

1、開關(guān)磁阻電機常見功率拓撲結(jié)構(gòu)為三相不對稱半橋結(jié)構(gòu)，如圖1所示，由圖可知該拓撲結(jié)構(gòu)由3組不對稱半橋功率模塊(如圖2和圖3所示)構(gòu)成。該功率拓撲結(jié)構(gòu)igbt最少數(shù)量為6只，從而在實際應用中控制器到開關(guān)磁阻電機之間的動力電纜為6芯，導致開關(guān)磁阻電機控制器的體積、重量和成本上跟傳統(tǒng)電機(永磁電機和異步電機)的控制器相比存在劣勢。

2、開關(guān)磁阻電機在新能源車領(lǐng)域應用具有啟動轉(zhuǎn)矩大、啟動電流小和節(jié)能高的優(yōu)勢。目前市場上在商用新能源車方向?qū)Φ退?、小功率的開關(guān)磁阻電機需求不斷增加。由此需要開發(fā)一種igbt模塊數(shù)量少的開關(guān)磁阻電機控制器功率變換拓撲來解決低速、小功率開關(guān)磁阻電機驅(qū)動功率密度與成本的問題。

3、鑒于此，實有必要提供一種用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)及其控制方法以克服上述缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

0、
技術(shù)實現(xiàn)要素：

1、本發(fā)明的目的是提供一種用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)及其控制方法，旨在解決現(xiàn)有開關(guān)磁阻電機的功率拓撲結(jié)構(gòu)功率密度低、體積較大、重量較重、成本較高的問題，從而能夠減小開關(guān)磁阻電機控制器的體積和重量、降低控制器的成本，能夠促進開磁阻電機在新能源車上批量應用。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)，包括均并聯(lián)設置的上橋不對稱模塊igbt1、下橋不對稱模塊igbt2、下橋不對稱模塊igbt3與下橋不對稱模塊igbt4；

3、所述上橋不對稱模塊igbt1包括第一開關(guān)管與第一續(xù)流管，所述第一開關(guān)管的發(fā)射極與所述第一續(xù)流管的陰極電連接；所述第一開關(guān)管與所述第一續(xù)流管之間設有第一輸出電氣點；

4、所述下橋不對稱模塊igbt2包括第二開關(guān)管與第二續(xù)流管，所述第二開關(guān)管的集電極與所述第二續(xù)流管的陽極電連接；所述第二開關(guān)管與所述第二續(xù)流管之間設有第二輸出電氣點；

5、所述下橋不對稱模塊igbt3包括第三開關(guān)管與第三續(xù)流管，所述第三開關(guān)管的集電極與所述第三續(xù)流管的陽極電連接；所述第三開關(guān)管與所述第三續(xù)流管之間設有第三輸出電氣點；

6、所述下橋不對稱模塊igbt4包括第四開關(guān)管與第四續(xù)流管，所述第四開關(guān)管的集電極與所述第四續(xù)流管的陽極電連接；所述第四開關(guān)管與所述第四續(xù)流管之間設有第四輸出電氣點；

7、所述第一開關(guān)管的集電極、所述第二續(xù)流管的陰極、所述第三續(xù)流管的陰極、所述第四續(xù)流管的陰極電連接，所述第一續(xù)流管的陽極、所述第二開關(guān)管的發(fā)射極、所述第三開關(guān)管的發(fā)射極、所述第四開關(guān)管的發(fā)射極電連接；

8、所述第一輸出電氣點用于連接電機u相的u+端、電機v相的v+端與電機w相的w+端，所述第二輸出電氣點用于連接電機u相的u-端，所述第三輸出電氣點用于連接電機v相的v-端，所述第四輸出電氣點用于連接電機w相的w-端。

9、在一個優(yōu)選實施方式中，所述第一輸出電氣點設有三個接線端，分別用于電連接電機u相的u+端、電機v相的v+端與電機w相的w+端。

10、在一個優(yōu)選實施方式中，所述第一開關(guān)管、所述第二開關(guān)管、所述第三開關(guān)管、所述第四開關(guān)管均為三極管，所述第一續(xù)流管、所述第二續(xù)流管、所述第三續(xù)流管、所述第四續(xù)流管均為二極管。

11、在一個優(yōu)選實施方式中，所述第一開關(guān)管與所述第一續(xù)流管為共用管。

12、在一個優(yōu)選實施方式中，所述上橋不對稱模塊igbt1還并聯(lián)有一個去耦電容。

13、本發(fā)明還提供一種用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)的控制方法，包括：

14、電機u相勵磁過程：開通第一開關(guān)管與第二開關(guān)管，關(guān)閉第三開關(guān)管與第四開關(guān)管，使電流流向依次為：電源正極側(cè)、第一開關(guān)管、第一輸出電氣點、電機u相的u+端、電機u相的u-端、第二輸出電氣點、第二開關(guān)管、電源負極側(cè)；

15、電機u相續(xù)流過程：關(guān)斷第一開關(guān)管、第三開關(guān)管與第四開關(guān)管，且開通第二開關(guān)管，使電流續(xù)流流向依次為：電機u相的u-端、第二輸出電氣點、第二開關(guān)管、電源負極側(cè)、第一續(xù)流管、電機u相的u+端；或者，同時關(guān)斷第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管與第四開關(guān)管，使電流續(xù)流流向依次為：電機u相的u-端、第二續(xù)流管、電源正極側(cè)、電源負極側(cè)、第一續(xù)流管、電機u相的u+端；

16、電機v相勵磁過程：開通第一開關(guān)管與第三開關(guān)管，關(guān)閉第二開關(guān)管與第四開關(guān)管，使電流流向依次為：電源正極側(cè)、第一開關(guān)管、第一輸出電氣點、電機v相的v+端、電機v相的v-端、第三輸出電氣點、第三開關(guān)管、電源負極側(cè)；

17、電機v相續(xù)流過程：關(guān)斷第一開關(guān)管、第二開關(guān)管與第四開關(guān)管，且開通第三開關(guān)管，使電流續(xù)流流向依次為：電機v相的v-端、第三輸出電氣點、第三開關(guān)管、電源負極側(cè)、第一續(xù)流管、電機v相的v+端；或者，同時關(guān)斷第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管與第四開關(guān)管，使電流續(xù)流流向依次為：電機v相的v-端、第三續(xù)流管、電源正極側(cè)、電源負極側(cè)、第一續(xù)流管、電機v相的v+端；

18、電機w相勵磁過程：開通第一開關(guān)管與第四開關(guān)管，關(guān)閉第二開關(guān)管與第三開關(guān)管，使電流流向依次為：電源正極側(cè)、第一開關(guān)管、第一輸出電氣點、電機w相的w+端、電機w相的w-端、第四輸出電氣點、第四開關(guān)管、電源負極側(cè)；

19、電機w相續(xù)流過程：關(guān)斷第一開關(guān)管、第二開關(guān)管與第三開關(guān)管，且開通第四開關(guān)管，使電流續(xù)流流向依次為：電機w相的w-端、第四輸出電氣點、第四開關(guān)管、電源負極側(cè)、第一續(xù)流管、電機w相的w+端；或者，同時關(guān)斷第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管與第四開關(guān)管，使電流續(xù)流流向依次為：電機w相的w-端、第四續(xù)流管、電源正極側(cè)、電源負極側(cè)、第一續(xù)流管、電機w相的w+端。

20、在一個優(yōu)選實施方式中，所述第一開關(guān)管的開通受續(xù)流電流的制約，每次開通需等前一相續(xù)流完成后才能打開。

21、本發(fā)明提供的用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)及其控制方法，通過一只上橋不對稱模塊和三只下橋不對稱模塊便能實現(xiàn)對開關(guān)磁阻電機的功率控制，在實際應用中控制器到開關(guān)磁阻電機之間的動力電纜由6芯減少至4芯，降低了工程成本，實現(xiàn)了高功率密度和低成本開關(guān)磁阻電機控制器的開發(fā)，從而能夠減小開關(guān)磁阻電機控制器的體積和重量、降低控制器的成本，能夠促進開磁阻電機在新能源車上批量應用。

技術(shù)特征：

1.一種用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括均并聯(lián)設置的上橋不對稱模塊igbt1、下橋不對稱模塊igbt2、下橋不對稱模塊igbt3與下橋不對稱模塊igbt4；

2.如權(quán)利要求1所述的用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一輸出電氣點設有三個接線端，分別用于電連接電機u相的u+端、電機v相的v+端與電機w相的w+端。

3.如權(quán)利要求1所述的用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一開關(guān)管、所述第二開關(guān)管、所述第三開關(guān)管、所述第四開關(guān)管均為三極管，所述第一續(xù)流管、所述第二續(xù)流管、所述第三續(xù)流管、所述第四續(xù)流管均為二極管。

4.如權(quán)利要求3所述的用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一開關(guān)管與所述第一續(xù)流管為共用管。

5.如權(quán)利要求1所述的用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上橋不對稱模塊igbt1還并聯(lián)有一個去耦電容。

6.一種用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于，包括：

7.如權(quán)利要求6所述的用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于，所述第一開關(guān)管的開通受續(xù)流電流的制約，每次開通需等前一相續(xù)流完成后才能打開。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種用于開關(guān)磁阻電機控制的功率變換拓撲結(jié)構(gòu)及其控制方法，所述結(jié)構(gòu)包括均并聯(lián)設置的上橋不對稱模塊IGBT1、下橋不對稱模塊IGBT2、下橋不對稱模塊IGBT3與下橋不對稱模塊IGBT4；第一開關(guān)管的集電極、第二續(xù)流管的陰極、第三續(xù)流管的陰極、第四續(xù)流管的陰極電連接，第一續(xù)流管的陽極、第二開關(guān)管的發(fā)射極、第三開關(guān)管的發(fā)射極、第四開關(guān)管的發(fā)射極電連接。本發(fā)明實現(xiàn)了高功率密度和低成本開關(guān)磁阻電機控制器的開發(fā)，從而能夠減小開關(guān)磁阻電機控制器的體積和重量、降低控制器的成本，能夠促進開磁阻電機在新能源車上批量應用。

技術(shù)研發(fā)人員：王志祥,周慶余,王舒
受保護的技術(shù)使用者：安陽風發(fā)新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10