[发明专利]一种电励磁双凸极电机功率变换器及其方法

权利要求书

1.一种电励磁双凸极电机功率变换器，其特征在于，包含直流电源、滤波电容、第一至第六开关管、第一至第六二极管和电流传感器；

所述滤波电容的一端分别和直流电源的正极、第一开关管的集电极、第一二极管的负极、第三开关管的集电极、第三二极管的负极、第五开关管的集电极、第五二极管的负极相连，滤波电容的另一端分别和直流电源的负极、第二二极管的正极、第四二极管的正极、第六二极管的正极、电流传感器的一端相连；

所述电流传感器的另一端分别和第二开关管的发射极、第四开关管的发射极、第六开关管的发射极相连；

所述第一开关管的发射极分别和第一二极管的正极、第二开关管的集电极、第二二极管的负极相连；

所述第三开关管的发射极分别和第三二极管的正极、第四开关管的集电极、第四二极管的负极相连；

所述第五开关管的发射极分别和第五二极管的正极、第六开关管的集电极、第六二极管的负极相连。

2.基于权利要求1所述的电励磁双凸极电机功率变换器的工作方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤A.1），将电励磁双凸极电机的A、B、C相绕组分别和第一、第三、第五开关管的发射极对应相连；

步骤A.2），控制功率变换器工作在以下三种状态，并得到该三种状态下电励磁双凸极电机中母线电流与相电流的关系：

状态一：第一开关管斩波，第六开关管恒通，第二、第三、第四、第五开关管关闭，电流正负为A+C-，i_m=i_a=-i_c,i_b=0;

状态二：第三开关管斩波，第二开关管恒通，第一、第四、第五、第六开关管关闭，电流正负为B+A-，i_m=i_b=-i_a,i_c=0；

状态三：第五开关管斩波，第四开关管恒通，第一、第二、第三、第六开关管关闭，电流正负为C+B-，i_m=i_c=-i_b,i_a=0；

其中，i_a、i_b、i_c、i_m分别为功率变换器中的A相电流值、B相电流值、C相电流值、母线电流值；

步骤A.3），重构电励磁双凸极电机中相电流，完成电励磁双凸极电机的闭环控制。

3.基于权利要求2所述的电励磁双凸极电机功率变换器的工作方法的单管开路故障诊断方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤B.1），通过电流传感器测得非换相期间第二开关管、滤波电容之间母线的电流值K；

步骤B.2），将电流值K和预设的电流阈值δ进行比较，如果电流值K小于等于预设的电流阈值δ，判断功率变换器发生开路故障，此时：

步骤B.2.1），获取电励磁双凸极电机中转子所在位置的电角度M，根据M判断功率变换器的工作状态：

若0°≤M≤120°，功率变换器工作在状态一；

若120°≤M≤240°，功率变换器工作在状态二；

若240°≤M≤360°，功率变换器工作在状态三；

步骤B.2.2），对功率变换器的非工作桥臂上管注入脉冲信号并观察电流值K，定位故障：

如果功率变换器工作在状态一，对第三开关管注入脉冲信号，如果电流值K增大，则第一开关管故障；如果电流值K不变，则第六开关管故障；

如果功率变换器工作在状态二，对第五开关管注入脉冲信号，如果电流值K增大，则第三开关管故障；如果电流值K不变，则第二开关管故障；

如果功率变换器工作在状态三，对第一开关管注入脉冲信号，如果电流值K增大，则第五开关管故障；如果电流值K不变，则第四开关管故障。