[发明专利]开关磁阻电机一种新型多电平拓扑及其控制方法

权利要求书

1.开关磁阻电机一种新型混合桥臂多电平拓扑结构及其控制方法，其特征在于：该结构由左半部分飞跨电容箝位桥臂和右半部分不对称半桥桥臂组合而成。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机一种新型混合桥臂多电平拓扑结构，其特征在于：称相绕组可允许产生的最大电平数为该拓扑的电平数，则M(M为正整数)电平变换器共需(M-3)+1个功率开关管和(M-3)+1个功率二极管，M电平变换器左半桥臂共需(M-4)个飞跨电容，右半桥臂无飞跨电容，则M电平变换器共需(M-4)个电容。

3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机一种新型混合桥臂多电平拓扑结构，其特征在于：拓扑为单直流源供电，左半桥臂器件的电压应力为1/(M-3)电源电压，右半桥臂器件的电压应力恒为电源电压。

4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机一种新型混合桥臂多电平拓扑结构，所实施的拓扑的第一种控制方法，其特征在于：该方法采用左右桥臂综合分析的方法，充分利用总调制占空比信号与各个开关占空比信号的数学关系，计算出相邻电平切换时各开关的占空比，左半桥臂的各开关的占空比与高频三角载波进行PWM调制产生所需的信号，右半桥臂由于是基频调制，故无需与载波比较，将左半桥臂产生的信号与右半桥臂的信号综合，再与开关磁阻电机的换向逻辑输出和限流逻辑输出进行与逻辑运算，最终产生三相各自的开关信号驱动本拓扑的开关工作。

5.根据权利要求1所述的开关磁阻电机一种新型混合桥臂多电平拓扑结构，所实施的拓扑的第二种控制方法，其特征在于：该方法采用一维空间矢量调制方式，利用伏秒平衡原理计算出各矢量作用时间，在各矢量作用的时间段内，利用电平具有冗余状态，实现飞跨电容的平衡并输出对应开关状态，与开关磁阻电机的换向逻辑输出和限流逻辑输出进行与逻辑运算，最终产生三相各自的开关信号驱动本拓扑的开关工作。

6.根据权利要求1所述的开关磁阻电机一种新型混合桥臂多电平拓扑结构，其特征在于：通过分析输出电压与主开关管驱动逻辑的关系可知，除了最高和最低电平只对应一种开关状态以外，介于最高和最低电平之间的电平数均具有冗余开关状态与之对应，冗余的开关状态可以用来实现该拓扑的容错控制,悬浮电容电压平衡控制，负电平与正电平对应的开关状态个数相同。