開關磁阻電動機驅動變換器在高消磁電壓下連續(xù)工作

　　介紹了一種新型開關磁阻電動機（SRM）驅動變換器，該變換器每相只需一個開關，即可提供高的消磁電壓。為了提高SRM驅動系統(tǒng)的輸出轉矩，必須增大相勵磁區(qū)域；然而，在消磁間隔期間，這將導致相電流擴展到負轉矩產生區(qū)。為了消除這一問題，所提出的轉換器提供高的退磁電壓，以便更快地進行相電流換相。所提出的轉換器本質上是以連續(xù)導通模式（CCM）運作；因此，該轉換器的創(chuàng)新之處在于利用CCM中高退磁電壓的優(yōu)點。對變換器的工作模式進行了分析，并通過仿真和實驗結果驗證了該變換器對提高SRM驅動轉矩/安培能力的有效性。

　　目前，開關磁阻電動機（SRM）已成為家用、工業(yè)和汽車用電驅動的首選電機。由于有許多應用需要擴展恒功率轉速范圍，因此有必要使SRM驅動器適應這些要求。因此，研究人員建議在高速SRM驅動器中采用連續(xù)導通模式（CCM）。在這種方法中，保持角的增加使相電流持續(xù)到下一個導通時刻。這種方法的缺點是降低了轉矩產生區(qū)的利用率，因為通過提高導通角并考慮保持期常數（略大于相周期的一半），停留期更多地轉移到非轉矩產生區(qū)?？紤]到這一事實，在CCM操作中，SRM的每安培轉矩容量降低。

　　另一方面，開關磁阻電動機也存在著轉矩脈動大、噪聲大等缺點，目前有許多研究工作是通過改進開關磁阻電機的結構或改善其控制來降低這些缺點；例如，關斷角越大，相鄰相轉矩越大，保持角越大；因此，SRM變換器應提供快速消磁，以避免換相電流尾部產生負轉矩。因此，如果不考慮轉換器的改進，就無法達到預期的效果。有幾篇論文提出了確定最佳開啟和關閉角的方法；然而，在這些論文中，SRM驅動的變換器沒有被改造，并且使用了傳統(tǒng)的變換器，因此停留時間非常有限，特別是在高速時。為了說明換向角對轉矩脈動產生的重要性，利用SIMULINK環(huán)境對轉矩脈動進行了仿真計算，結果如圖所示。為了給換相角控制提供更大的自由度，一些文獻提出了新的SRM變換器拓撲在換向間隔期間，快速消磁相繞組。

　　與傳統(tǒng)的非對稱變換器相比，變換器具有附加的無源和有源元件。這些變換器需要額外的電壓傳感器和復雜的控制器來控制附加電壓。而且，變換器元件多，功率電路復雜。本文提出了一種新型的開關磁阻電機驅動電路，該電路利用了CCM在高退磁電壓下運行的優(yōu)點（圖），該變換器每相只使用一個開關，具有快速消磁能力。因此，所提出的轉換器利用了CCM操作和快速退磁的優(yōu)點。