一种新型软开关SRM功率电路及其控制时序

为了消除或降低功率变换器中电力电子器件的开关损耗,抑制开关过程带来的电磁干扰,提出一种软开关型开关磁阻电机(SRM)功率变换器主电路。电路采用并联型准谐振直流环节为SRM相开关开通提供零电压条件,给相开关并联电容器则保证了相开关的零电压关断。在介绍主电路拓扑基础上,分析了电路的控制时序及工作模式转换,并通过仿真验证了控制时序的正确性和电路的软开关性能。

基于区间电流的SRM功率变换器短路故障诊断

功率变换器是开关磁阻电机(SRM)调速系统的核心部件之一,也是系统可靠性最弱的环节。针对传统功率变换器短路故障诊断需增加额外硬件、控制器负担大、诊断范围有限等问题,以非对称半桥式功率变换器为研究对象,在深入分析短路故障模式的基础上,为提取明显的故障特征,对电流传感器进行了重新排布,提出了基于特定转子位置区间内电流的功率变换器故障诊断方法。在某相单独励磁区间内,通过另外两相电流传感器输出值之差与前一相输出值的比值,即可快速定位故障器件。所提方法不受电机相数和控制方式限制,控制器负担小,且无需增加额外硬件。仿真和实验验证了方法的有效性。

Vector Control Strategy of a T-type Three-level Converter Driving a Switched Reluctance Motor

A novel 12 voltage vector control strategy for switched reluctance motors(SRM)with a T-type three-level converter is proposed in this study.Based on a causal analysis of torque ripple under the control of conventional six voltage vectors,six new voltage vectors are added for further reduction of torque ripple.An optimized control rule is adopted based on the division method of the 12 new voltage vectors.A zero-voltage vector is used to adjust the duration of the 12 voltage vectors,the time of which is varied at different parts of the vector sectors according to the torque error.In addition,the windings are connected in a delta configuration,therefore,the number of connections between the converter and SRM is reduced.Finally,the results of MATLAB/Simulink and RT-LAB are presented to verify the validity of the proposed scheme.

基于三相四桥臂变换器的开关磁阻电机系统开路故障容错控制研究

功率变换器故障是影响开关磁阻电机系统运行的主要问题之一,电机系统长期运行故障状态下可能会对整个系统造成不可逆的损伤。为此,该文提出一种适用于三相开关磁阻电机的容错控制策略,保证电机系统在开关管开路故障下可以容错运行。在健康状态下,开关磁阻电机系统为两相励磁运行模式,保证绕组利用率。在开关管开路故障时,使用第四桥臂在故障相上产生反向电流,开关磁阻电机系统调整为单相励磁模式,解决开关管开路故障时输出转矩缺相的问题。所提方法在使用较少冗余开关的基础上,提高了开关磁阻电机系统在开路障条件下的容错能力。仿真和实验结果验证了所提容错控制方法的有效性。

偶数相开关磁阻电机系统磁路平衡控制策略研究

针对传统偶数相开关磁阻电机磁路不平衡带来的转矩输出性能降低的问题,提出了一种磁路平衡控制策略。首先,分析了不同绕组连接方式下偶数相开关磁阻电机的磁场分布情况,揭示了单极性励磁是不平衡磁路产生的主要原因。然后,提出采用集成式功率变换器拓扑进行双极性励磁,保证磁路的平衡,确定了双极性励磁下功率器件的开关顺序,阐述了所提磁路平衡控制策略的工作原理和实施方法。最后,进行了仿真和实验分析,验证了所提磁路平衡控制策略能够有效增强偶数相开关磁阻电机系统转矩输出能力,同时在系统成本、算法复杂度和可靠性方面有明显的优势。

四相开关磁阻电机功率变换器故障检测技术

功率变换器是开关磁阻电机调速系统重要组成部分,也是较容易出现故障的机构之一,长期故障运行必将对整个系统造成损坏。本文以不对称半桥型功率变换器为研究对象,基于电机正常运行与故障运行时直流母线电流、相电流的不同表现提取故障特征量,并结合功率元件通断状态进行综合分析,提出一种开关磁阻电机功率变换器的故障检测方案。仿真与实验结果,表明该检测方案在高速、低速运行时可快速准确地诊断出故障相、判断出故障类型、及时定位出故障元件,节省了电流传感器数目,具有较高的可靠性。

开关磁阻电机功率变换器的故障诊断与容错策略

功率变换器是开关磁阻电机系统的中枢执行机构,也是系统中最容易出现故障的薄弱环节。本文分别从非线性模型仿真和实验两方面对不对称半桥功率变换器的单相故障进行了研究。基于傅里叶变换讨论了功率变换器故障后相电流频谱的变化规律,提出了相对谱比系数的概念,并将其作为故障特征量以实现功率变换器的故障检测。通过对比不同工况条件下的实验结果,分析说明了相对谱比系数具有良好的鲁棒性。最后给出了一种变角度容错方案,有效降低故障相产生的制动转矩,提高系统的可靠性能。实验结果验证了该文故障诊断与容错方案的有效性。

开关磁阻电机无位置传感控制器研究

针对机械式位置传感器增加控制系统复杂性和降低系统可靠性的问题,提出了开关磁阻电机一种新的无位置传感控制器。在建立开关磁阻电机电感模型基础上,推导无位置传感器数学模型,构建无位置传感器控制系统。通过测量激励相电压和电流,估算转子实际位置,采用电流斩波控制方法控制开关磁阻电机低速运行,采用角度位置控制方法控制开关磁阻电机高速运行。对该无位置传感系统进行仿真,并实现了对开关磁阻电机无位置传感器的控制。实验结果表明该方法能在较宽调速范围内准确地估计开关磁阻电机转子位置。

开关型磁阻电动机调速系统的发展及现状

文章从 SRD应用方面的发展 ,SR电机设计方面的发展 ,功率变换器设计方面的发展及控制系统设计方面的发展等 4个方面对开关型磁阻电动机调速系统 ( SRD)国内外近

基于ARM的开关磁阻电机控制系统

研究了一种基于ARM的开关磁阻电机控制系统。系统使用三相12/8开关磁阻电机,采用ARM微控制器LPC2214作为控制系统的核心,采集位置传感器的反馈信号,控制每相绕组的通电顺序,实现对开关磁阻电机的调速控制。对功率变换器及其驱动、位置检测、电流检测、故障保护、串口通信和液晶显示等硬件电路和软件控制策略进行设计,使整个系统结构简单,具有良好的调速性能和控制特性。

开关磁阻电动机的PWM控制理论与实践

介绍了开关磁阻电动机ＰＷＭ调速控制的基本原理．在电机磁路不饱和模型下，给出了反映电机平均电磁转矩、转速和相绕组供电电压之间关系的解析表达式．在不同转速和不同转矩下，对三相开关磁阻电动机进行了分散调制式和集中调制式两种ＰＷＭ控制策略的非线性仿真分析和对比．计算与试验结果表明，用分散调制式ＰＷＭ控制的开关磁阻电动机，换相性能好、功率开关器件少、成本低．

新能源汽车用新型开关磁阻电机驱动系统

续航里数不足与充电基础设施匮乏是制约新能源汽车取代内燃机机车的主要因素。为解决该难题,提出一种新型分裂式开关磁阻电机驱动系统,该系统以定子绕组分裂式开关磁阻电机为驱动电机,以分裂式不对称半桥型功率变换器为内置驱动与充电装置,通过变换功率变换器工作方式实现电机驱动与电池充电的双功能。仿真与实验结果表明,该系统在未增加额外硬件设施条件下,可实现电机驱动与车载充电,控制效果良好,并具有一定容错能力。

开关磁阻电机功率变换器容错控制方法

功率变换器是开关磁阻电机驱动系统易出现故障机构之一,为提高该驱动系统可靠性与容错性,本文以不对称半桥型功率变换器为研究对象,针对功率管短路与开路故障分别提出不同在线容错控制方法.通过对调故障相两功率管工作状态实现斩波功率管短路故障容错控制,基于细菌觅食算法(bacterial foraging algorithm)优化的PI速度控制器来降低转矩脉动以消除常闭功率管短路故障造成的恶性影响,并通过实时在线调整非故障相的导通角与关断角实现功率管开路故障容错控制.仿真与实验结果表明,所提方法能够根据故障诊断详情及时进行在线容错控制,且容错效果良好,无需增加任何硬件结构,操作简单易行,可避免故障运行造成的恶性影响.

单片微机控制的开关磁阻电动机驱动系统

分析了开关磁阻电动机驱动（ＳＲＤ）系统的组成、运行原理和特点，给出了中点分裂直流电源型功率变换器的主电路形式，以及开关磁阻电动机（ＳＲＭ）在不同的运行区域时各种控制模式和开通、关断角的最佳组合方式。介绍了以８０９８单片微机为核心的ＳＲＭ控制器。试验证明ＳＲＤ系统具有较好的动、静态性能。

矿用开关磁阻电机车控制系统设计

为了改善蓄电池电机车在煤矿井下的工作性能,同时降低能耗、提高工作效率,设计了一种基于ARM的开关磁阻电机车控制系统。该系统采用角度位置控制与电压斩波控制相结合的控制方式,应用转矩分配函数控制策略,结合速度、电流双闭环系统实现对蓄电池电机车的控制。实验结果表明,该系统转矩脉动小,效率高,具有较强的鲁棒性和良好的调速性能。

开关磁阻电机功率变换器综述

开关磁阻电机(SRM)具有坚固耐用、功率密度高、调速范围广、起动转矩大等一系列优点,然而关于其功率变换器的研究较少。结合国内外文献,分析不对称半桥功率变换器、公共开关型功率变换器、裂相型功率变换器以及三开关型功率变换器等传统功率变换器的结构特点;对比了传统变换器的优缺点,在此基础上分析了几类新型功率变换器拓扑结构以及电流电压转换关系,并概述了功率变换器未来发展趋势,为功率变换器发展提供参考。

开关磁阻电动机新型驱动控制系统

结合一台5.5 kW的四相开关磁阻电动机展开驱动控制系统的设计。功率变换器采用四相电机性价比最高的最少主开关器件主电路形式。控制器以TMS320LF240为核心主控单元,硬件电路简单可靠,并提高了控制精度。控制方法采用模糊智能控制技术,无需电机的精确数学模型即可达到理想的控制效果。采用电压PWM的调速方式,通过调节PWM波的占空比实现调速。

四相开关磁阻电机新型T型功率变换器研究

为了扩大四相开关磁阻电机(SRM)驱动系统的输出功率范围,提出了一种新型不对称T型功率变换器。该功率变换器由改进的T型功率变换器和辅助电路构成:T型变换器为多电平电路,可使得电机绕组在多种模式下工作,控制灵活;辅助电路能够使直流侧分压电容在实现直流侧电压钳位的同时用作电机相电流上升及下降期间的电压抬升。对电机不同运行模式进行了详细分析,并对比了所提T型功率变换器与二极管中性点钳位(NPC)功率变换器的效率及成本。对SRM系统进行了仿真研究,结果表明所提新型T型功率变换器可提升SRM系统的转速及功率输出能力,提高系统整体效率,适用于电机高速运行场合。

采用模拟控制的开关磁阻电机调速系统的设计

开关磁阻电机(SRM,Switched Reluctance Motor)以其结构简单、效率高、调速范围宽、性能好、无刷、单同心绕组、起动转矩大、可以超高速运行和具有一定的容错能力等优点,越来越受到重视。同时,开关磁阻电机转子无绕组,适于高速运行,具有其它电机不可比拟的恒转矩和恒功率调速性能。因而在许多领域有着广阔的应用前景。为此,对模拟控制的开关磁阻电机及其控制器和功率变换器的研制进行了阐述。

单片微机控制的开关磁阻电机调速系统

分析了四相８／６极结构的开关磁阻电机调速系统的组成和运行原理，给出了裂相式直流电源型功率变换器主电路形式，介绍了以８７５１单片微机及其外围接口电路构成的开关磁阻电机控制器，并给出３．０ｋＷ调速系统的实验结果。