[发明专利]开关磁阻电动机驱动装置

说明书

技术领域

本发明属于电机驱动技术领域，具体涉及一种开关磁阻电动机驱动装置。

背景技术

当前，空间制冷机的传动电动机系统正朝着无级变速、高可靠性、数字化的方向发展。研发新型的实现可直接传动空间制冷机或发电机的无级变速运行的、高可靠性、数字化的调速电动机系统，已成为电气传动领域前沿性创新研究工作的最新发展趋势和重要方向。

目前国内外广泛应用的电动机传动系统为感应电动机，不能无级变速。空间制冷机或发电机可由直流调速电动机实现无级变速传动，但直流电动机结构复杂，造价偏高，维护困难，寿命短。空间制冷机或发电机可由感应电动机变频调速系统实现无级变速传动，但系统控制方案采用矢量变换控制或直接转矩控制，但实现矢量变换或直接转矩控制计算复杂，且其低速力矩小、低速特性不佳。

发明内容

本发明的目的是：针对已有技术中存在的问题，提供一种可直接传动空间制冷机的开关磁阻调速电动机装置；

本发明的技术方案是：一种开关磁阻电动机驱动装置，它用于对单相6/6结构开关磁阻电动机进行驱动，它包括：单相不对称桥式功率变换器、MC9S12DG128单片机组成的数字控制器、转子位置检测器与电流检测器；

功率变换器的上管与下管分别与开关磁阻电动机的相绕组连接，当上管与下管其中之一关断时，开关磁阻电动机的相绕组断电；

转子位置检测器与电流检测器设置于开关磁阻电动机上；转子位置检测器检测开关磁阻电动机上转子的位置，并将位置信号经电气隔离后，输送至数字控制器的PT0/PT1口；电流检测器检测开关磁阻电动机的电流大小，并将电流信号经电气隔离后，输送至数字控制器的PAD口；

数字控制器根据转子位置检测器输入的信号，判断定子、转子的相对位置，并依据最小磁阻原理，通过其PT4口输出绕组逻辑信号，通过导通、关断功率变换器上管，使得开关磁阻电动机的相绕组通电、断电，从而吸引转子向最小磁阻位置方向旋转：若转子与定子处于最小磁阻位值时，PT4口对功率变换器上管输出高低电平信号，经电气隔离后，控制功率变换器上管关断；若转子与定子非处于最小磁阻位值时，PT4口输出对功率变换器上管的电平信号，经电气隔离后，控制功率变换器上管导通；

数字控制器根据电流检测器输入的信号，通过其PP1口向外输出PWM信号，当电流超过阈值时，向外输出的PWM信号为0，否则向外输出的PWM信号为1，PWM信号与PT4口输出对功率变换器上管的控制信号做逻辑相与，即当输出的PWM信号为非0，且PT4口输出导通功率变换器上管的电平信号时，经电气隔离，才会使功率变换器的下管导通。

本发明的有益效果是：（1）本发明采用由单相6/6结构开关磁阻电动机、单相不对称桥式功率变换器及MC9S12DG128单片机为核心的数字控制器组成的机电一体化电动机传动装置，可直接传动空间制冷机，其结构简单，转子结构无刷、无绕组、无永久磁体，由单极性功率变换器供单方向电流激励，具有较高的运行可靠性和容错能力，具有广阔的应用前景；

（2）本发明通过检测转子位置，判断定、转子间的相对位置；接着由数字控制器输出控制信号，用来控制单相不对称桥式功率变换器的上管和下管的导通和关断，使电源对单相6/6结构开关磁阻电动机的相绕组通电和断电，吸引转子向定、转子间最小磁阻位置方向旋转；

（3）本发明将绕组逻辑信号和PWM信号逻辑相与后控制向功率变换器的下管，形成了过流保护，若电流过大，则下管关断，开关磁阻电动机相绕组断电。

附图说明

图1为本发明原理框图；

其中，1-开关磁阻电动机、2-功率变换器、3-数字控制器、4-键盘、5-上位机。

具体实施方式

参见附图1，一种开关磁阻电动机驱动装置，它用于对单相6/6结构开关磁阻电动机1进行驱动，它包括：单相不对称桥式功率变换器2、MC9S12DG128单片机组成的数字控制器3、转子位置检测器与电流检测器；

功率变换器2的上管与下管分别与开关磁阻电动机1的相绕组连接，当上管与下管（MOSFET或IGBT）其中之一关断时，开关磁阻电动机1的相绕组断电；

转子位置检测器与电流检测器设置于开关磁阻电动机1上；转子位置检测器检测开关磁阻电动机1上转子的位置，并将位置信号经电气隔离15V到5V后，输送至数字控制器3的PT0/PT1口；电流检测器检测开关磁阻电动机1的电流大小，并将电流信号经电气隔离15V到5V后，输送至数字控制器3的PAD口；