[发明专利]一种低成本四相86开关磁阻电机功率变换器

权利要求书

1.一种低成本四相86开关磁阻电机功率变换器，其特征在于：包括开关管S₁、开关管S₂、开关管S_A、开关管S_B、开关管S_C、开关管S_D、二极管D₁、二极管D₂、二极管D_A、二极管D_B、二极管D_C、二极管D_D、电流传感器M₁、电流传感器M₂、直流供电电源、储能电容器C₁、按顺序机械角度各差45°的第1相绕组A、第2相绕组B、第3相绕组C、第4相绕组D；

所述储能电容器C₁并联于直流供电电源两端，开关管S₁集电极与直流供电电源正极相连，开关管S₁发射极与二极管D₁阴极连接后经过电流传感器M₁，然后与第1相绕组A的一端、第3相绕组C的一端相连接，第1相绕组A的另一端与开关管S_A的集电极和二极管D_A的阳极相连接，第3相绕组C的另一端与开关管S_C的集电极和二极管D_C的阳极相连接，开关管S_A和开关管S_C的发射极通过导线连接在一起后再连接到直流供电电源负极和二极管D₁阳极，二极管D_A和二极管D_C的阴极通过导线连接后与直流供电电源正极连接，开关管S₂集电极与直流供电电源正极相连，开关管S₂发射极与二极管D₂阴极连接后经过电流传感器M₂，然后与第2相绕组B的一端、第4相绕组D的一端相连接，第2相绕组B的另一端与开关管S_B的集电极和二极管D_B的阳极相连接，第4相绕组D的另一端与开关管S_D的集电极和二极管D_D的阳极相连接，开关管S_B和开关管S_D的发射极通过导线连接在一起再连接到直流供电电源负极和二极管D₂阳极，二极管D_B和二极管D_D的阴极通过导线连接后与直流供电电源正极连接。

2.根据权利要求1所述的一种低成本四相86开关磁阻电机功率变换器，四相绕组中第1相绕组A和第3相绕组C为一组，共用开关管S₁，第2相绕组B和第4相绕组D为一组，共用开关管S₂，据此提出一种电流重构控制方法，该方法为：

注：功率变换器中所有开关管的初始状态均为断开状态；所有开关管的控制均由专门的控制器根据检测信号输出实现；

当电机运行时：根据开关磁阻电机运行原理，结合转子位置信息与各相电流数值情况，以第1相绕组A和第3相绕组C构成的一个组为例，当检测到第1相绕组A需要通电励磁时，同时闭合开关管S₁和开关管S_A，直流供电电源向第1相绕组A供电励磁，励磁电流回路经过电流传感器M₁，励磁电流值大小通过电流传感器M₁获得；当检测到第1相绕组A需要零电压续流时，断开开关管S₁同时闭合开关管S_A，第1相绕组A经开关管S_A和二极管D₁进行零电源续流，零电压续流电流回路经过电流传感器M₁，续流电流值通过电流传感器M₁获得；当检测到第1相绕组A需要退磁时，开关管S₁和开关管S_A均关闭，第1相绕组A经二极管D₁和二极管D_A退磁，将绕组能量反馈回直流供电电源，励磁电流回路经过电流传感器M₁，励磁电流值大小通过电流传感器M₁获得；由于功率变换器电路的对称性，第3相绕组C的励磁、零电压续流、退磁电流回路同样经过电流互感器M₁，因为四相86开关磁阻电机的运转特性，在电机相绕组电流流通角度不超过30°时，任意时刻位于同一组的两个相绕组中最多只有一个绕组处于有电流流通的状态，通过控制器获得此时刻两个绕组中有电流流通的那个绕组，此时电流传感器检测到的电流值即为此绕组的电流值，通过分别检测不同时刻流过电流互感器的电流值，即可利用同一个电流传感器检测两相绕组的电流。