[发明专利]一种具有功率因数校正充电功能的开关磁阻电机控制系统

权利要求书

1.一种具有功率因数校正充电功能的开关磁阻电机控制系统，其特征在于，包括：开关磁阻电机和继电器；

所述开关磁阻电机包括三相定子绕组，由三相不对称半桥控制；每相不对称半桥均包括上开关管、上续流二极管、下开关管以及下续流二极管；三相不对称半桥分别连接三相定子绕组；

所述继电器接入直流母线，位于三相不对称半桥中第一相不对称半桥的上开关管和上续流二极管之间；

当继电器闭合时，所述开关磁阻电机工作在电动模式；所述电动模式为各相定子绕组工作在零电压续流状态，或直流母线电压与各相定子绕组形成回路使得各相定子绕组工作在激励状态或退磁状态；

当继电器关断时，所述开关磁阻电机工作在功率因数校正PFC充电模式；所述PFC充电模式为所述三相不对称半桥中第二相不对称半桥和第三相不对称半桥接入交流电，通过第二相不对称半桥和第三相不对称半桥整流得到中间直流电，所述中间直流电通过第一相的定子绕组以及第一相不对称半桥组成的升压Boost电路实现PFC控制后输出最终直流电用以充电。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机控制系统，其特征在于，还包括：交流电压传感器和直流母线电压传感器；

所述交流电压传感器，在开关磁阻电机工作在充电模式时，用于实时检测充电的交流电的幅值和相位，所得交流电的幅值和相位作为控制信息，进入控制闭环，实现电网侧充电电流谐波的消除与功率因数的提升，以满足充电模式下开关磁阻电机控制系统的工作需求；

所述直流母线电压传感器，在开关磁阻电机工作在电动模式时，用于实时检测输入开关磁阻电机的直流母线电压，以确保控制系统稳定正常运行；

所述直流母线电压传感器，在开关磁阻电机为充电模式时，用于实时检测第一相不对称半桥输出的充电电压，所得充电电压作为控制信息，进入控制闭环，实现充电电压闭环控制，以满足充电模式下开关磁阻电机控制系统的工作需求。

3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机控制系统，其特征在于，还包括：电流传感器、位置传感器以及控制器；

所述电流传感器，用于检测三相定子绕组上对应的三相绕组电流；

所述位置传感器，用于检测电机转子的位置；

所述控制器，用于根据三相绕组电流、转子位置以及所述开关磁阻电机的工作需求为三相不对称半桥驱动电路中的功率开关器件提供控制信号。

4.根据权利要求1至3任一项所述的开关磁阻电机控制系统，其特征在于，所述三相不对称半桥与三相定子绕组和继电器的连接关系具体为：

第一相不对称半桥上开关管一端连接继电器的一端，上续流二极管的一端连接继电器的另一端，下开关管的一端和下续流二极管的一端连接，上开关管的另一端和下续流二极管的另一端均连接第一相定子绕组的一端，上续流二极管的另一端和下开关管的另一端均连接第一相定子绕组的另一端；

第二相不对称半桥上开关管的一端和上续流二极管的一端连接，下开关管的一端和下续流二极管的一端连接，上开关管的另一端和下续流二极管的另一端均连接第二相定子绕组的一端，上续流二极管的另一端和下开关管的另一端均连接第二相定子绕组的另一端；

第三相不对称半桥与第三相定子绕组的连接关系与第二相不对称半桥与第二相定子绕组的连接关系相同；

当所述继电器断开时，将交流电的一端连接第二相定子绕组的一端，另一端连接第三相定子绕组的一端，连接第二相定子绕组的上开关管和下续流二极管以及连接第三相定子绕组的上开关管和下续流二极管构成所述交流电的单相不控整流电路；

连接第一相定子绕组的上开关管导通，下开关管用于Boost和PFC控制，第一相电机绕组用作升压电感，直流母线电容用作稳压电容，开关磁阻电机工作于PFC充电模式。