一種開關(guān)磁阻電機(jī)高速驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)高速驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括電氣傳動(dòng)、開關(guān)磁阻電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)、開關(guān)磁阻電機(jī)DSP控制器和變頻調(diào)速主電路，所述變頻調(diào)速主電路采用磁場(chǎng)能量能充分回饋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，配以高頻、低功耗IGBT構(gòu)成。本發(fā)明能有效提高開關(guān)磁阻電機(jī)的效率。
【專利說(shuō)明】[0001] 一種開關(guān)磁阻電機(jī)高速驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)高速驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004] 目前，對(duì)于已被商業(yè)化的或提議的采用直流電源的代表性電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，存在如 下幾種：一種是包含PWM逆變器和三相同步電機(jī)；另一種是包含恒定電流電源、多相恒定 電流逆變器和多相恒定電流電機(jī)；還有一種是包含PWM逆變器和三相感應(yīng)電機(jī)；以及包含 開關(guān)磁阻電機(jī)。
[0005] 包含PWM逆變器和三相同步電機(jī)作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已存在多年，并在近幾年通過(guò) 在電機(jī)中得到快速發(fā)展。與采用釹磁石代替電磁石的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，包含恒定電流電 源、多相恒定電流逆變器和多相恒定電流電機(jī)能夠減少尺寸和重量，提高電機(jī)的效率。另 夕卜，包含恒定電流電源、多相恒定電流逆變器和多相恒定電流電機(jī)能夠進(jìn)行再生制動(dòng)直到 停止，使得能夠提高能量回收效率。
[0006] 包含PWM逆變器和三相感應(yīng)電機(jī)已存在多年，其商業(yè)產(chǎn)品在日本提出，在世界范 圍內(nèi)處于領(lǐng)先。包含PWM逆變器和三相感應(yīng)電機(jī)不需要檢測(cè)電機(jī)中轉(zhuǎn)子角度位置，從而實(shí) 現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的簡(jiǎn)化和良好的控制性。目前，該系統(tǒng)被廣泛用于列車，電梯等等。然而，在包含 PWM逆變器和三相感應(yīng)電機(jī)中，要求被提供到三相感應(yīng)電機(jī)的三相電源是完整的正弦波， 另一方面，由PWM逆變器輸出的偽正弦波含有許多諧波成分，這些諧波產(chǎn)生抗轉(zhuǎn)矩。這顯著 降低了三相感應(yīng)電機(jī)的效率。此外，盡管再生制動(dòng)理論上可行，但是其需要分別地提供用于 再生的逆變器，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的復(fù)雜。
[0007] 包含開關(guān)磁阻電機(jī)已提出多年，并且被許多研究者研究。然而，因?yàn)槠湎鄬?duì)于上述 包含PWM逆變器和三相感應(yīng)電機(jī)的優(yōu)越性沒(méi)有基礎(chǔ)，尤其因?yàn)槠錄](méi)有特定的電制動(dòng)方法， 所以目前缺少實(shí)際應(yīng)用。
[0008]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是為了克服上述缺陷，提供一種開關(guān)磁阻電機(jī)高速驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。 [0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的開關(guān)磁阻電機(jī)高速驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括開關(guān)磁阻 電機(jī)變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)控制模塊，采用開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)一高壓儲(chǔ)能發(fā)電機(jī)機(jī)組的電氣傳動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)高壓儲(chǔ)能發(fā)電機(jī)的變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)，克服高速大慣量負(fù)載機(jī)械傳動(dòng)的各種問(wèn)題，又可在實(shí) 驗(yàn)室條件下不需要配置柴油機(jī)及其他機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)備，且極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。 [0011] 開關(guān)磁阻電機(jī)變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)，在功率最高位100kW，轉(zhuǎn)速最高為11000r/min，滿足 自備電源分系統(tǒng)所需的75kW，12000r/min的變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)要求。
[0012] 本發(fā)明設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)包含以下幾點(diǎn)： (1) 、開關(guān)磁阻電機(jī)的傳動(dòng)，米用電氣傳動(dòng)； (2) 、高速大功率的開關(guān)磁阻電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)，采用三維電磁場(chǎng)分析計(jì)算，其計(jì)算方法 為： (3) 、開關(guān)磁阻電機(jī)控制器中CPU為型號(hào)為TMS320F28335的DSP芯片，運(yùn)算速度更快、 綜合運(yùn)算能力強(qiáng)； (4 )、開關(guān)磁阻電機(jī)大功率變頻調(diào)速主電路采用磁場(chǎng)能量能充分回饋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，配以 高頻、低功耗IGBT構(gòu)成。
[0013]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明開關(guān)磁阻電機(jī)高速驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)仿真原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述： 如圖1所示的開關(guān)磁阻電機(jī)高速驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括電氣傳動(dòng)、開關(guān)磁阻電機(jī)的電磁 設(shè)計(jì)、開關(guān)磁阻電機(jī)DSP控制器和變頻調(diào)速主電路，所述變頻調(diào)速主電路采用磁場(chǎng)能量能 充分回饋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，配以高頻、低功耗IGBT構(gòu)成。
[0016] 傳動(dòng)方式采用開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)一高壓儲(chǔ)能發(fā)電機(jī)機(jī)組的電氣傳動(dòng)替代傳統(tǒng) 的機(jī)械傳動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)高壓儲(chǔ)能發(fā)電機(jī)的變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)。既可克服高速大慣量負(fù)載機(jī) 械傳動(dòng)的各種問(wèn)題，又可在實(shí)驗(yàn)室條件下不需要配置柴油機(jī)及其他機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)備， 且極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。開關(guān)磁阻電機(jī)變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)，在功率方面已完成并 應(yīng)用的已達(dá)100kw，在轉(zhuǎn)速方面已完成并應(yīng)用的已達(dá)11000r/min，所以能完成自備電 源分系統(tǒng)所需的75kW，12000r/min的變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)要求。拖動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為 η? = 434&·/π?ι時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率最小。所以可選取拖動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為4800r/min。
【權(quán)利要求】
1. 一種開關(guān)磁阻電機(jī)高速驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于：包括電氣傳動(dòng)、開關(guān)磁阻電機(jī) 的電磁設(shè)計(jì)、開關(guān)磁阻電機(jī)DSP控制器和變頻調(diào)速主電路，所述變頻調(diào)速主電路采用磁場(chǎng) 能量能充分回饋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)配以IGBT構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H02P6/08GK104113240SQ201410243943
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】于克訓(xùn), 馬志源 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)