[发明专利]一种基于变母线电压变换器的高速电励磁双凸极电机驱动系统

权利要求书

1.一种基于变母线电压变换器的高速电励磁双凸极电机驱动系统，其特征在于，系统的组成部分包括：直流电源、变母线电压变换器、三相全桥逆变器和电励磁双凸极电机；

所述变母线电压变换器的输入正端和输入负端，都与所述直流电源相连；

所述变母线电压变换器的输出端与所述三相全桥逆变器的输入正端和输入负端相连；

在所述变母线电压变换器中，包括：与所述变母线电压变换器的输入正端连接有一个二极管，在所述变母线电压变换器的输出端安装有一个电容；

所述三相全桥逆变器连接所述电励磁双凸极电机。

2.根据权利要求1所述的基于变母线电压变换器的高速电励磁双凸极电机驱动系统，其特征在于，所述变母线电压变换器采用可控式变母线电压变换器，其中包括：电感L₁，大电容C₁，金氧半场效晶体管Q₇和二极管D₇；

电感L₁构成所述可控式变母线电压变换器的输入正端，大电容C₁构成所述可控式变母线电压变换器的输出端，并且大电容的电压U_C1等于母线电压U_dc；

其中，通过控制金氧半场效晶体管Q₇开通或关断，来调整大电容电压U_C1。

3.根据权利要求2所述的基于变母线电压变换器的高速电励磁双凸极电机驱动系统，其特征在于，还包括：

所述当电励磁双凸极电机的电角度为关断换相宽度角(0°,α)时，三相全桥逆变器通过所述电励磁双凸极电机的电枢电流回馈能量，向大电容C₁充电，并通过控制金氧半场效晶体管Q₇来提高大电容电压U_C1；

当金氧半场效晶体管Q₇开通时，直流电源为电感L₁充电；当金氧半场效晶体管Q₇关断时，直流电源和电感L₁共同为大电容C₁充电，使得大电容的电容电压U_C1大于直流电源电压U₁。

4.根据权利要求2所述的基于变母线电压变换器的高速电励磁双凸极电机驱动系统，其特征在于，还包括：

大电容C₁为电励磁双凸极电机A相电枢绕组和C相电枢绕组供电，其电路模态方程为：

则电励磁双凸极电机的A相和C相电流变化率为：

其中，E_a表示A相电枢绕组反电势，L_a表示A相电枢绕组自感，E_c表示C相电枢绕组反电势，L_c表示C相电枢绕组自感，i_a表示A相电流，i_c表示C相电流。

5.根据权利要求1所述的基于变母线电压变换器的高速电励磁双凸极电机驱动系统，其特征在于，所述变母线电压变换器采用不可控式变母线电压变换器，其中包括：小电容C₂和二极管D₈，其中，二极管D₈构成所述不可控式变母线电压变换器的输入正端，小电容C₂构成所述不可控式变母线电压变换器的输出端，且小电容电压U_C2等于母线电压U_dc。

6.根据权利要求5所述的基于变母线电压变换器的高速电励磁双凸极电机驱动系统，其特征在于，还包括：

所述三相全桥逆变器在关断换相宽度角(0°,α)的阶段时，所述直流电源通过二极管D₈为小电容C₂充电，同时，所述电励磁双凸极电机的B相和C相绕组在换相阶段也在为小电容C₂充电，以便于小电容C₂的电容电压U_C2大于直流电源电压U₁。