[发明专利]一种三相开关磁阻电机模块化功率变换器励磁控制策略

摘要

本发明公开了一种三相开关磁阻电机模块化功率变换器励磁控制策略。模块化功率变换器由一个Dual IGBT模块和一个Six‑pack IGBT模块组成，开关磁阻电机绕组星形连接，且引出中线。本发明所述控制策略通过同时分别开通Six‑pack IGBT模块和Dual IGBT模块的两个开关管组成一相回路，实现开关磁阻电机的单相导通；通过同时开通Six‑pack IGBT模块不同桥臂的两个开关管组成一相回路，实现开关磁阻电机的两相重叠导通。本发明所述控制策略能够实现开关磁阻电机单相导通与两相重叠导通，增大了导通角，有利于提高开关磁阻电机平均输出转矩，减小转矩波动，另外所述控制策略中Six‑pack IGBT模块开关管的平均开关频率是相电流频率的一半，有利于缩短Six‑pack IGBT模块开关管的工作时间，延长开关管的工作寿命。

主权项

一种三相开关磁阻电机模块化功率变换器励磁控制策略，其特征在于：所述的模块化功率变换器由一个Six‑pack IGBT模块和一个Dual IGBT模块组成；Six‑packIGBT模块包括一到六号开关管T1～T6，一到六号二极管D1～D6；六个开关管T1～T6和六个二极管D1～D6组成上下三个桥臂，三个上桥臂分别由开关管T1，T3，T5和二极管D1，D3，D5组成，三个下桥臂分别由开关管T2，T4，T6和二极管D2，D4，D6组成；所述的Dual IGBT模块包括七号开关管T7，八号开关管T8，七号二极管D7和八号二极管D8，开关管T7和二极管D7组成一个上桥臂，开关管T8和二极管D8组成一个下桥臂；Six‑pack IGBT模块和Dual IGBT模块每个上桥臂接直流电源正端，下桥臂接直流电源负端；Six‑pack IGBT模块的三个上下桥臂连接处引出线分别与开关磁阻电机三相绕组相连，Dual IGBT模块的上下桥臂连接处引出线与开关磁阻电机三相绕组连接点N相连；通过同时开通Six‑pack IGBT模块中一个桥臂的上管和DualIGBT模块中桥臂的下管，或同时开通Six‑pack IGBT模块中一个桥臂的下管和DualIGBT模块中桥臂的上管，实现开关磁阻电机的单相导通；通过同时开通Six‑pack IGBT模块中一个桥臂的上管以及另一个桥臂的下管，实现开关磁阻电机的两相重叠导通；定义开关磁阻电机A、B、C三相绕组的开通、关断角分别为θonA、θoffA、θonB、θoffB、θonC、θoffC，转子位置角为θ，各相导通角存在重叠，且励磁顺序为BA→A→AC→C→CB→B→BA；该控制策略实现过程如下：当θonA≤θ<θoffB时，A相导通，B相未关断，A相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的上管与B相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的下管同时导通，或A相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的下管与B相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的上管同时导通，并与电源正、负端组成完整回路，此时A、B两相串联励磁；当θoffB≤θ<θonC时，B相关断，A相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的上管与绕组另一端所连接Dual IGBT模块桥臂下管同时导通，或A相绕组所连接Six‑packIGBT模块桥臂的下管与绕组另一端所连接Dual IGBT模块桥臂上管同时导通，并与电源正、负端组成完整回路，此时A相绕组单独励磁，B相退磁直至关断；当θonC≤θ<θoffA时，C相导通，A相未关断，A相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂上管与C相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的下管同时导通，或A相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂下管与C相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的上管同时导通，并与电源正、负端组成完整回路，此时A、C两相串联励磁；当θoffA≤θ<θonB时，A相关断，C相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的上管与绕组另一端所连接Dual IGBT模块桥臂的下管同时导通，或C相绕组所连接Six‑packIGBT模块桥臂的下管与绕组另一端所连接Dual IGBT模块桥臂的上管同时导通，并与电源正、负端组成完整回路，此时C相绕组单独励磁，A相退磁直至关断；当θonB≤θ<θoffC时，B相导通，C相未关断，C相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的上管与B相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的下管同时导通，或C相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的下管与B相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的上管同时导通，并与电源正、负端组成完整回路，此时C、B两相串联励磁；当θoffC≤θ<θonA时，C相关断，B相绕组所连接Six‑pack IGBT模块桥臂的上管与绕组另一端所连接Dual IGBT模块桥臂的下管同时导通，或B相绕组所连接Six‑packIGBT模块桥臂的下管与绕组另一端所连接Dual IGBT模块桥臂的上管同时导通，并与电源正、负端组成完整回路，此时B相绕组单独励磁，C相退磁直至关断。