專利名稱：用于缺相容錯的開關磁阻電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電機驅動系統(tǒng)領域的用于缺相容錯運行的開關磁阻電機。
背景技術：
開關磁阻電機是多相結構電機，相間耦合弱，在發(fā)生缺相故障時，電機允許
缺相容錯運行工作。如6/4結構和12/8結構開關磁阻電機為三相電機，缺一相運行時，由于此相不再出力，在激勵條件不變時，輸出平均轉矩約為正常工作時的2/3;缺兩相運行時，輸出平均轉矩約為正常工作時的l/3; 8/6結構開關磁阻電機為四相電機，缺一相運行時，由于此相不再出力，在激勵條件不變時，輸出平均轉矩約為iE常工作時的3/4;缺兩相運行時，輸出平均轉矩約為正常工作時
的l/2;開關磁阻電機缺相運行時存在的主要困難是電機難以起動，缺相運轉后,
其輸出平均轉矩必然降低，同時轉矩脈動必然變大。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提出一種在缺相時運轉效果好的開關磁阻電機。
一種用于缺相容錯的開關磁阻電機，包括定子、無繞組轉子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由不對稱半橋電路、電源和儲能電容構成，每一個定子凸極下的繞組引出構成一相繞組，每一相繞組與功率變換器主電路中相對應 -相不對稱半橋電路連接9
本發(fā)明一種用于缺相容錯開關磁阻電機驅動系統(tǒng)在電機缺相容錯運行時仍有較高平均轉矩輸出，較小的轉矩脈動，提高了電機系統(tǒng)缺相容錯能力。


圖l: (a)本發(fā)明實施例開關磁阻電機軸向截面圖，
(b)本發(fā)明實施例開關磁阻電機定子繞組接線方式；圖2:本發(fā)明實施例12/8結構開關磁阻電機用12相不對稱半橋功率變換器
電路原理圖。
圖3:電機正常運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖4: 12/8結構開關磁阻電機繞組正常三相接法缺第一相繞組A運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖5:本發(fā)明實施例電機缺第一相繞組Al運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖6: 12/8結構開關磁阻電機繞組正常三相接法缺第一相繞組A和第二相繞組B運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖7:本發(fā)明實施例電機缺第一相繞組A1、第四相繞組A2運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖。
具體實施例方式
如圖1所示，以12/8結構開關磁阻電機為例。
所述12/8結構開關磁阻電機，包括定子、無繞組轉子和功率變換器主電路，定子和轉子都為凸極結構，定子凸極下嵌有電樞繞組，第一定子凸極繞組al引出構成第一相繞組A1、第二定子凸極繞組bl引出構成第二相繞組B1、第三定子凸極繞組c引出構成第三相繞組C1、第四定子凸極繞組a2引出構成第四相繞組A2、第五定子凸極繞組b2引出構成第五相繞組B2、第六定子凸極繞組c2引出構成第六相繞組C2、第七定子凸極繞組a3引出構成第七相繞組A3、第八定子凸極繞組b3引出構成第八相繞組B3、第九定子凸極繞組C3引出構成第九相繞組C3、第十定子凸極繞組a4引出構成第十相繞組A4、第十一定子凸極繞組b4引出構成第十一相繞組B4、第十二定子凸極繞組c4引出構成第十二相繞組C4。
如圖2所示，電機共有12相繞組，第一相繞組Al接第一相不對稱半橋電路，第二相繞組Bl接第二相不對稱半橋電路，第三相繞組Cl接第三相不對稱半橋電路，第四相繞組A2接第四相不對稱半橋電路，第五相繞組B2接第五相不對稱半橋電路，第六相繞組C2接第六相不對稱半橋電路，第七相繞組A3接第七相不對稱半橋電路，第八相繞組B3接第八相不對稱半橋電路，第九相繞組C3接第九相不對稱半橋電路，第十相繞組A4接第十相不對稱半橋電路，第十一相繞組B4接第十一相不對稱半橋電路，第十二相繞組C4接第十二相不對稱半橋電路。
當一相發(fā)生故障時，此相不再出力，其他相正常工作，此時共有l(wèi)l相正常工作，在激勵條件不變的情況下，輸出平均轉矩約為正常工作時平均轉矩的11/12;當任兩相發(fā)生故障時，此兩相不再出力，其他相正常工作，此時共有IO相正常工作，在其他條件不變的情況下，輸出平均轉矩約為正常工作時平均轉矩的10/12。
利用JAMG軟件建立12/8結構開關磁阻電機場路耦合的有限元模型，同等激勵條件下，仿真系統(tǒng)在正常運行和缺相運行時的轉矩特性。
圖3為電機正常運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖，電機正常運行時平均轉矩為1.74Nm。圖4為電機繞組正常三相接法時缺第一相繞組A運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖，圖中虛線表示平均輸出轉矩，為1.12Nm。
圖5為本發(fā)明12/8結構開關磁阻電機實施例缺第一相繞組A1時的輸出轉矩，圖中虛線表示平均輸出轉矩，為1.61Nm。
對比圖4和圖5可知，本發(fā)明12/8結構開關磁阻電機實施例缺一相運行時的平均輸出轉矩比三相連接時的缺一相運行的平均輸出轉矩增加，而輸出轉矩脈動減小。
圖6為電機繞組正常三相接法時缺第一相繞組A和第二相繞組B運行時的瞬時轉矩和平均轉矩仿真結果圖，圖中虛線表示平均輸出轉矩，為0.504Nm。
圖7為本發(fā)明12/8結構開關磁阻電機實施例1缺第一相繞組Al、第四相繞組A2時的輸出轉矩。圖中虛線表示平均輸出轉矩，為1.50Nm。
對比圖6和圖7可知，本發(fā)明12/8結構開關磁阻電機實施例缺兩相運行時的平均輸出轉矩比三相連接時的缺兩相運行的平均輸出轉矩增加，而輸出轉矩脈動減小。
對于6/4結構開關磁阻電機，把每個極的繞組引出構成一相繞組，每一相繞組通過不對稱半橋功率變換器相對應的一相電路連接工作，在各相繞組自感的上升期通以電流，這樣電機共有6相繞組。在激勵條件不變時，電機在缺一相運行時的輸出平均轉矩約為正常運行時的輸出平均轉矩的5/6，電機在缺兩相運行時的輸出平均轉矩約為正常運行時的輸出平均轉矩的4/6，電機在缺相運行時的輸出平均轉矩比正常三相繞組接線方式時缺相運行時的輸出平均轉矩增加，在缺相運行時的轉矩脈動比正常三相繞組接線方式時缺相運行時的轉矩脈動減小。
對于8/6結構開關磁阻電機，把每個極的繞組引出構成一相繞組，每一相繞組通過不對稱半橋功率變換器相對應的一相電路連接工作，在各相繞組自感的上升期通以電流，這樣電機共有8相繞組。在激勵條件不變時，電機在缺一相運行時的輸出平均轉矩約為正常工作時的輸出平均轉矩的7/8，電機在缺兩相時的輸出平均轉矩約為正常工作時的6/8，電機在缺相運行時的輸出平均轉矩比正常四相繞組接線方式時缺相運行時的輸出平均轉矩增加，在缺相運行時的轉矩脈動比正常四相繞組接線方式時缺相運行時的轉矩脈動減小。
權利要求
1. 一種用于缺相容錯的開關磁阻電機包括定子、無繞組轉子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由不對稱半橋電路、電源和儲能電容構成，其特征在于每一個定子凸極下的繞組引出構成一相繞組，每一相繞組與功率變換器主電路中相對應的一相不對稱半橋電路連接。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種用于缺相容錯的開關磁阻電機，包括定子、無繞組轉子和功率變換器主電路，功率變換器主電路由不對稱半橋電路、電源和儲能電容構成，每一個定子凸極下的繞組引出構成一相繞組，每一相繞組與功率變換器主電路中相對應的一相不對稱半橋電路連接。在各相繞組自感的上升期通以電流。這樣通過改變繞組連接方式，使得電機在缺相運行時的輸出平均轉矩比正常接線方式時缺相運行時的輸出平均轉矩增加，輸出轉矩脈動減小，提高了電機系統(tǒng)缺相容錯能力。
文檔編號H02K29/00GK101478215SQ20081015654
公開日2009年7月8日 申請日期2008年9月28日 優(yōu)先權日2008年9月28日
發(fā)明者彭晶晶, 王曉琳, 鄧智泉, 陳小元 申請人:南京航空航天大學