一種開關磁阻電機高速驅動控制系統的製作方法

2023-05-06 19:09:01

一種開關磁阻電機高速驅動控制系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及電機驅動【技術領域】，具體涉及一種開關磁阻電機高速驅動控制系統，包括電氣傳動、開關磁阻電機的電磁設計、開關磁阻電機DSP控制器和變頻調速主電路，所述變頻調速主電路採用磁場能量能充分回饋的拓撲結構，配以高頻、低功耗IGBT構成。本發明能有效提高開關磁阻電機的效率。
【專利說明】[0001] 一種開關磁阻電機高速驅動控制系統

【技術領域】
[0002] 本發明涉及電機驅動【技術領域】，具體涉及一種開關磁阻電機高速驅動控制系統。
[0003]

【背景技術】
[0004] 目前，對於已被商業化的或提議的採用直流電源的代表性電機驅動系統，存在如 下幾種：一種是包含PWM逆變器和三相同步電機；另一種是包含恆定電流電源、多相恆定 電流逆變器和多相恆定電流電機；還有一種是包含PWM逆變器和三相感應電機；以及包含 開關磁阻電機。
[0005] 包含PWM逆變器和三相同步電機作為電機驅動系統已存在多年，並在近幾年通過 在電機中得到快速發展。與採用釹磁石代替電磁石的電機驅動系統相比，包含恆定電流電 源、多相恆定電流逆變器和多相恆定電流電機能夠減少尺寸和重量，提高電機的效率。另 夕卜，包含恆定電流電源、多相恆定電流逆變器和多相恆定電流電機能夠進行再生制動直到 停止，使得能夠提高能量回收效率。
[0006] 包含PWM逆變器和三相感應電機已存在多年，其商業產品在日本提出，在世界範 圍內處於領先。包含PWM逆變器和三相感應電機不需要檢測電機中轉子角度位置，從而實 現結構上的簡化和良好的控制性。目前，該系統被廣泛用於列車，電梯等等。然而，在包含 PWM逆變器和三相感應電機中，要求被提供到三相感應電機的三相電源是完整的正弦波， 另一方面，由PWM逆變器輸出的偽正弦波含有許多諧波成分，這些諧波產生抗轉矩。這顯著 降低了三相感應電機的效率。此外，儘管再生制動理論上可行，但是其需要分別地提供用於 再生的逆變器，導致結構的複雜。
[0007] 包含開關磁阻電機已提出多年，並且被許多研究者研究。然而，因為其相對於上述 包含PWM逆變器和三相感應電機的優越性沒有基礎，尤其因為其沒有特定的電制動方法， 所以目前缺少實際應用。
[0008]


【發明內容】

[0009] 本發明的目的是為了克服上述缺陷，提供一種開關磁阻電機高速驅動控制系統。 [0010] 為實現上述目的，本發明設計的開關磁阻電機高速驅動控制系統，包括開關磁阻 電機變頻調速驅動控制模塊，採用開關磁阻電動機一高壓儲能發電機機組的電氣傳動，實 現高壓儲能發電機的變頻調速驅動，克服高速大慣量負載機械傳動的各種問題，又可在實 驗室條件下不需要配置柴油機及其他機械傳動的設備，且極大地提高了系統的可靠性。 [0011] 開關磁阻電機變頻調速驅動，在功率最高位100kW，轉速最高為11000r/min，滿足 自備電源分系統所需的75kW，12000r/min的變頻調速驅動要求。
[0012] 本發明設計優點包含以下幾點： (1) 、開關磁阻電機的傳動，米用電氣傳動； (2) 、高速大功率的開關磁阻電機的電磁設計，採用三維電磁場分析計算，其計算方法 為： (3) 、開關磁阻電機控制器中CPU為型號為TMS320F28335的DSP晶片，運算速度更快、 綜合運算能力強； (4 )、開關磁阻電機大功率變頻調速主電路採用磁場能量能充分回饋的拓撲結構，配以 高頻、低功耗IGBT構成。
[0013]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發明開關磁阻電機高速驅動控制系統仿真原理圖。

【具體實施方式】
[0015] 以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細描述： 如圖1所示的開關磁阻電機高速驅動控制系統，包括電氣傳動、開關磁阻電機的電磁 設計、開關磁阻電機DSP控制器和變頻調速主電路，所述變頻調速主電路採用磁場能量能 充分回饋的拓撲結構，配以高頻、低功耗IGBT構成。
[0016] 傳動方式採用開關磁阻電動機一高壓儲能發電機機組的電氣傳動替代傳統 的機械傳動方式，實現高壓儲能發電機的變頻調速驅動。既可克服高速大慣量負載機 械傳動的各種問題，又可在實驗室條件下不需要配置柴油機及其他機械傳動的設備， 且極大地提高了系統的可靠性。開關磁阻電機變頻調速驅動，在功率方面已完成並 應用的已達100kw，在轉速方面已完成並應用的已達11000r/min，所以能完成自備電 源分系統所需的75kW，12000r/min的變頻調速驅動要求。拖動電機的額定轉速為 η? = 434&·/π?ι時，電動機的功率最小。所以可選取拖動電機的額定轉速為4800r/min。
【權利要求】
1. 一種開關磁阻電機高速驅動控制系統，其特徵在於：包括電氣傳動、開關磁阻電機 的電磁設計、開關磁阻電機DSP控制器和變頻調速主電路，所述變頻調速主電路採用磁場 能量能充分回饋的拓撲結構配以IGBT構成。
【文檔編號】H02P6/08GK104113240SQ201410243943
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】於克訓, 馬志源 申請人:華中科技大學