再生式功率变换器在开关磁阻电机中的应用

"再生式功率变换器-编译原理 龙书 英文版" 本文主要探讨了再生式功率变换器及其在开关磁阻电机(SRM)中的应用。开关磁阻电机是一种高效的交流电机调速系统，其设计和运行原理在电气工程领域具有重要意义。 再生式功率变换器是一种优化能量转换效率的电路设计，它通过添加一个与所有相串联的附加开关VF_m来实现。当VF_m与某一相的主开关器件同时导通和关断时，例如与V1同时动作，可以对A相进行斩波控制。在VF_m和V1同时关闭的情况下，电机绕组通过二极管VD和VD_1实现强迫续流换相，这有助于提高系统的整体效率和快速能量回馈。 该类型的功率变换器有以下特点： 1. 效率高：由于其独特的电路设计，能够有效地减少能量损失，提高电机运行效率。 2. 快速能量回馈：在电机制动或减速时，能量能够迅速回馈到电网，减少能耗。 3. 器件数量少：相比于其他类型的变换器，再生式功率变换器需要的开关器件更少，简化了系统结构。 4. 附加开关限制：需要额外的开关VF_m，其关断角受到一定的限制，可能影响到系统性能。 5. 主开关器件的额定电压要求高于Us，确保在高压环境下稳定工作。 开关磁阻电机（SRM）的工作原理基于磁通总是沿着磁阻最小的路径闭合，即磁导最大的路径。它的结构特点是双凸极设计，使得磁阻可以随转子位置的变化而变化。电机的主电路由多个开关、二极管和电源组成，通过精确控制各相的通断时间，根据位置检测结果调整电机的运行状态。 SRM系统通常包括功率变换器、位置检测、电流检测和控制器等部分，形成一个闭环控制系统，确保电机能够精确地按照设定的速度运行。与步进电机相比，SRM具有更高的闭环控制精度，且作为驱动系统而不是简单的控制元件。与反应式同步电机和无刷直流电动机对比，SRM在结构、控制方式和性能上都有其独特优势，比如定转子均为凸极结构，没有起动和调速的难题，以及无需复杂的换向器设计。 再生式功率变换器与开关磁阻电机结合，为高效、可控的电力驱动系统提供了可能，广泛应用于工业自动化、电动汽车等领域，是现代电气工程研究和实践中的重要组成部分。