[实用新型]开关磁阻电动机每相绕组线卷分组驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种开关磁阻电动机相绕组的驱动装置，特别涉及一种开关磁阻电动机相绕组线卷的分组驱动装置。

背景技术

开关磁阻电动机调速系统由电动机、功率电路、角位移传感器和控制电路等四部份组成，由于性能优良，已在各个领域得到越来越广泛的应用。

开关磁阻电动机的结构型式很多，相数一般为N，每相绕组由Z个线卷接成(Z为偶数)，可以串联、并联或混联。线卷嵌在定子的磁极上，乘积NZ是线卷的总数也是定子的极数。电动机转子的极数比定子少，一般为Z(N-1)。

定子和转子磁极在自己的圆周上呈均匀的分布。属于同一相绕组的线卷所对应的定子磁极，方位角相差2π/Z。通电时，Z个磁极的极性呈N、S间隔排列，全产生一个使定/转子邻近磁极重合的电磁转矩。

根据转子轴上角位移传感器得到的位置信号，依次对N相绕组通电，电动机的转子就连续转动起来。绕组间这种通电的切换，称为换向。导通时还通过不同的导通比来改变加到绕组上电压的大小，称为PWM控制或斩波控制。

开关磁阻电动机调速系统中的换向和斩波靠功率逆变电路来完成，功率逆变电路中有若干个桥臂，每个桥臂一般包含一只功率开关和一只续流二极管。功率开关通常用IGBT管。

功率逆变电路用的直流电源，一般是由电网供电的三相桥式整流电源，输出处用电容滤波。为了限制上电时过大的充电电流，通常电容前先串联限流电阻。上电完毕后，用接触器把此电阻短路。

有时开关磁阻电动机工作在再生发电状态，平均起来，功率逆变电路不但不耗电，反而使滤波电容上电压升高。当电容上电压高到一定值时，须设置限压放电电路，通过功率开关的接通，把多余的电荷经过电阻放掉，或者另外设法回馈给电网。

图1(a)示为定/转子12/8极的3相开关磁阻电动机调速系统的功率电路，包括三相桥式整流电源、功率逆变电路、上电限流电路和限压放电电路。其中功率逆变电路共有三个半桥电路，每个半桥由两个桥臂组成。

在图1(b)中画出了电动机线卷的连接图，电动机每相绕组由四个线卷并联而成。四个线卷所在定子磁极的方位角间隔为π/2，其功率逆变电路包括三个半桥电路，每个半桥由两个桥臂组成。

3相6/4极开关磁阻电动机是3相12/8极开关磁阻电动机的前身，它的相绕组比较简单，由两个线卷连成，线卷所在定子磁极方位相面对。由于低速性能较差，现在已较少采用。

无论3相还是N相，在现有开关磁阻电动机调速系统中，都是对每相绕组进行整体驱动，系统的功率直接受到了功率开关二极管和整流电源额定能力的限制。

把图1中功率电路作为功率单元，引入了三相移相变压器后，让其绝缘的付边绕组，作为三相电源来供给K个功率单元。把这些功率单元的直流输出串联，就可以增大调速系统的功率K倍，并且网侧供电电流的谐波分量大为减小。但这时电动机绕组上电压也增高K倍，需要增加电动机绕组的绝缘等级。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在不增大电压等级的前提下，使用功率较小的功率单元，即能增大开关磁阻电动机调速系统功率，并能改善运行性能的开关磁阻电动机每相绕组线卷分组驱动装置。

本实用新型的开关磁阻电动机每相绕组线卷分组驱动装置，包括三相桥式整流电源、功率逆变电路、上电限流电路和电动机绕组，N相开关磁阻电动机的相绕组中的Z个线卷拆成K组，每组有相等的P＝Z/K个线卷，设置K个N相功率单元分别驱动。角位移传感器已包含在电动机中。

所述的功率单元的构成和规格，可与现有技术的相同，包括电容滤波的三相桥式整流电源，N相功率逆变电路，上电限流电路和限压放电电路。K组N相功率单元的构成和规格相同，可以互换。所述上电限流电路也可以整个系统统一考虑，把限流电阻串联在三相交流电网输入端。

本实用新型的开关磁阻电动机每相绕组线卷分组驱动装置，所述每组线卷中的P个线卷串联或并联或混联，所在定子磁极方位角间隔为2π/P。通过电流时，所产生的极性(N或S)保持原样不变。

本实用新型的开关磁阻电动机每相绕组线卷分组驱动装置，设置K组三相工频电源为K个N相功率单元供电。

所述K组三相工频电源为三相电网或经过整流变压器后的三相电网。

所述K组三相工频电源为整流变压器后供给时，为了减小网侧供电电流谐波分量，在保证K组三相电源间线电压大小相等的前提下，最好线电压相位均匀地错开π/3K电角度，并且各组付边有漏感。