[发明专利]一种双N拍运行的开关磁阻电动机调速装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电动机，具体的说涉及一种双N拍运行的开关磁阻电动机调速装置。

背景技术

三相开关磁阻电动机调速装置已相当成熟，其产品得到了广泛的应用。该装置3个相绕组顺序导通，相位相差为了消除转动时死角，如图1所示，两相邻相绕组的导通有一重叠角α，通常一相的总导通角为

与直流或变频调速装置相比较，开关磁阻电动机的转子结构简单牢靠，转动惯量小；电动机中电磁转矩大，效率高；缺点方面，除了绕组和传感器连线比较多以外，则是电磁转矩的产生机制比较复杂，转矩的脉动较大；在低速运行时，失去了惯性转矩的补偿作用，转速有明显的波动。

开关磁阻电动机调速装置发展到目前，已用了两方面措施来减小转矩脉动：一是电动机角位移传感器改用编码器制作，使得换相控制更加精确，而且转速反馈信号的响应更加快；二是对相绕组电流实行分相的闭环控制，减小两相邻相绕组同时通电时相互间影响，控制起来也更加灵活。

采用了这两方面措施后，定/转子凸极数为12/8的三相开关磁阻电动机的最低转速已达10转/分左右，而最高转速一般仍为2000转/分，亦即调速范围最大为1∶200。

从改进电动机转子凸极结构着手，本公司推出了一种新的N相开关磁阻电动机，只要两相邻相绕组同时适当通电，转子总的复位转矩就可以近似地符合正弦波规律，幅值基本不变，且转子可以定位于任意的转角。

后来在建立了一种开关磁阻电动机定位系统的基础上，本公司又陆续申请了专利：1、一种新的开关磁阻电动机调速装置；2、一种宽范围的开关磁阻电动机调速装置。

所用这些装置和系统，都采用新的开关磁阻电动机和两相邻相绕组同时通电的运行方式，每相绕组的电气总导通角为两相邻相间有的重叠角，当N＝3时，3相的导通波形如图2所示，每相的总导通角和两相邻相间的重叠角分别为和

两相邻相绕组同时通电时，每相总导通角较大，带来的缺点是；功率逆变电路中功率元件和电动机相绕组的功耗较大，所以本发明对此进行了新的改进。

发明内容

本发明正是为了解决上述技术问题而设计的一种双N拍运行的开关磁阻电动机调速装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种双N拍运行的开关磁阻电动机调速装置，包括开关磁阻电动机、控制电路、编码器、f/v转换电路和反馈信号合成电路。开关磁阻电动机是转子可以定位在任意设定转角的电动机，电动机相数N＞2，各相的磁路独立，可分相控制绕组中电流；电动机电磁转矩的脉动很小，能输出极低的转速；在启动信号作用下，模拟开关把转角给定值接通，输出给给定积分电路；给定积分电路的输出和启动信号经过调节器一路输出给比较电路，另一路输出给绝对值变换器；比较电路获得的正/反向运行信号和控制电路输出同时送到转矩给定器上，转矩给定器产生相应的转矩量，最后作用到电动机的相绕组上，从而控制开关磁阻电动机转速；角位移传感器上带有编码器，将角位移量编码后分别送给转矩给定器、f/v转换电路和反馈信号合成电路，反馈信号合成电路将f/v转换电路的输出信号和编码器输出信号合成后输出到调节器，对输出的转角或位移进行闭环控制。

所述一种双N拍运行的开关磁阻电动机调速装置，其电动机转子凸极的结构特殊，在一个相绕组中通以电流时，转子复位转矩的矩角特性近似地符合正弦波规律。

所述一种双N拍运行的开关磁阻电动机调速装置，其单相绕组通电和两相邻相绕组同时通电交替进行，两种导通的电角度皆为导通期间的电流一般恒定。假设单相通电时产生幅值为M_K的转矩，两相邻相同时通电时，则各产生幅值为的转矩，两相邻相间空间上相位相差电角度，因此总转矩的波形和幅值与单相通电时一样，只是相位相差电角度。

所述一种双N拍运行的开关磁阻电动机调速装置，表示转角间隔的脉冲列来自电动机的角位移传感器，当电气失调角等于时，单相通电的电动机获得幅值为M_K的转矩，两边各有的单相导电角，每相绕组的总导通角为

所述一种双N拍运行的开关磁阻电动机调速装置，假定K为电动机转矩对M_K的比值，则K的变化范围是在单/双相通电交界处此处随N增大而增大，在N＝3、4和6时，分别等于0.866、0.924和0.966。

所述一种双N拍运行的开关磁阻电动机调速装置，其反馈信号是用电流传感器测得的电流，各相的转矩幅值由转矩给定器给出后，利用M/I转换或者I/M转换，直接或间接构成电流闭环。