本发明专利技术阐述一种开关式磁阻电机的驱动电路，它适用于四相四线星形联接的开关式磁阻电机。本电路的特征是采用相邻二相串联通电的方式工作，可以为电机提供大功率高能量的励磁脉冲电流。采用本发明专利技术的电路工作，电流既可以从电源的正极流出，也可以从电源的正极流入，控制电能的流向可以改变振荡电压调节励磁电流。本电路的控制方式非常灵活，既可作正弦波控制也可作准方波控制，还能以二并一串三相通电的交叉重迭换相方式工作。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
发 明 范 围本专利技术阐述一种开关式磁阻电机的驱动电路，具体地说是阐述一种用于四相四线星形联接的开关式磁阻电机的驱动电路。本专利技术电路的特征是采用二相串联同时通电的方式工作。发 明 背 景在诸多实际应用场合，希望采用无刷的变速电机，为满足这一需要，各种电子-电机系统被研制出来，目前仍在不断地探索，改进与发展之中。开关式磁阻电机，作为一个电子电机的新品种。在这一
出现之后，也得到了迅速的进步、提高与完善。就电机的作用原理而言，开关式磁阻电机与步进电机作用原理相同，但前者用于大功率变速驱动，后者用于位置增量控制。不同的用途提出了不同的要求，从而导致其控制方式与驱动电路方面的独立发展方向。目前，用于开关式磁阻电机的驱动电路已有数种相继问世。但是这些电路有一个共同的特点，就是采用各相分别通电的方式运行。工作时，电机的各相绕组，根据转子位置信息，按照一定顺序逐次接通。本专利技术提出的驱动电路，是针对只有四根引出线的四相绕组星形联接的开关式磁阻电机的工作特点而研制的。说它新颖是指本电路采用了二相绕组串联通电的方式运行。用这种方式工作时，由于电机绕组的星中点没有外接引线，因此，单独导通一相，线圈不能通电，只有当二相同时导通时，电路才能接通。-->采用本专利技术提出的电路工作，不仅可以为电机提供大功率高能量的励磁脉冲，而且还改进了电机的接线方式，使电机的运行特性也有明显提高。发 明 目 的本专利技术的目的之一是为了提供一种传递功率大、控制简单、运行可靠、适合于驱动四相可变磁阻电机的电子开关电路。本专利技术的另一目的是为了提供一种可以灵活地改变电流电压幅值，具有双向控制作用，适合于电机的正反转与变速变矩运行要求的简单而有效的电子开关电路。本专利技术的进一步目的是为了提供一种有利于改进电机的接线型式，有利于提高电机的运行特性，既可作正弦波控制，也可作准方波控制和便于用交叉重迭换相方式运行的开关式磁阻电机的改进电路。发 明 概 述本专利技术适用于四相四线星形联接的开关式磁阻电机。本专利技术的特点是利用电机四相绕组的线圈电感，二个电容和连接在电感、电容与电源的正负极之间轮流导通的晶闸管形成振荡电路。根据本专利技术提出的电路，电机每相引出线接有2-3个晶闸管。电流既可以从电源正极流出，也可以从电源正极流入，控制电能的流向就可以调节系统的振荡电压。本专利技术的另一特点是控制方式灵活，既可作正弦波控制，也可作准方波控制。改变晶闸管的导通顺序与组合形式便能够得到一系列不同的速度转矩特性。本专利技术的再一个特点是相邻二相晶闸管的连接方向相反，采用二相串联同时通电的方式工作。电流由一相引线流入，从相邻的另一相引线流出。经过线圈的电流是单方向的，相邻二相磁极的极性方向相反。-->本专利技术的进一步描述与附图配合进行，图中显示了本专利技术电路的工作原理。附 图 简 介在附图中，图1是可利用本电路驱动的开关式磁阻电机原理图。图2是本专利技术电路的结构图。图3是图2电路的简化原理图。图4是采用正弦波控制方式工作的电流波形图。图5是采用准方波控制方式工作的电流波形图。图6是采用钳位二极管抑制振荡电压的一种改进电路图，它是图2电路的一种变化形式。具 体 描 述如图所示，图1是适合用本专利技术电路驱动的开关式磁阻电机原理图，有二种不同的极性排列方式。一种是按照N-S-N-S-N-S-N-S方式排列，径向对面同相磁极的极性方向相同;另一种是按照N-S-N-S-S-N-S-N方式排列，径向对面同相磁极的极性方向相反。二种极性排列方式的电机原理与各自的特点在我的另一件专利申请“四相四线星形联接的开关式磁阻电机”中有详细描述，此不重叙。电路结构图2是本专利技术的驱动电路结构图。为了清楚起见，省去了如缓冲器之类的保护元件。图2中，虚线框内是电机内部接线。电感线圈10、20、30、40是电机A、B、C、D各相的励磁线圈。绕组接成四相星形，仅有四根外接引线，线圈10、20、30、40的尾端（A′、B′、C′、D′）与星中点80相连;线圈10、20、30、40的首端（A、B、C、D）用导线14、24、34、44引出，与晶闸管-->开关元件相连。现在观察电路的其它部分，它包括一个直流电源，二个换向电容和12个晶闸管元件。如图2所示，电机的每相引出线上接有三只晶闸管，其中，一只接到电源正极（或负极），与电源连接方向相同。一只接到电源负极（或正极），与电源连接方向相反。另一只接至两个串联电容的中间接点上。两个串联连接的电容60和70，接在电源50的正负极之间。仔细观察图2可以看出，错开的二相晶闸管的接法完全相同，相邻二相晶闸管的连接方向相反。为了下面的叙述方便起见把接法相同的合并在一起，把图2的电路简化成图3的形式。在图3中，各相绕组与晶闸管元件的数字标记与图2中一致，C、D二相各元件的相应标记放在小括号中。另外，在简化电路中，把单电源改用双电源表示，电容60和70也用一只等效电容67代替。运行电机旋转时，定转子磁极之间的相对位置发生周期的变化，磁路的磁阻也随之变化，在磁阻减小（或电感上升）期间给励磁线圈供给脉冲电流时，产生的电磁引力与电机旋转方向一致，若使励磁电流作用在磁阻增大（或电感下降）期间，则产生与电机旋转方向相反的电磁转矩。驱动电路的作用就是根据上述的磁阻变化周期，在产生定向转矩的作用区间及时地开通或关断电路，周期重复地给电机提供励磁脉冲电流，以获得连续的电机机运转或工作于发电运行状态。正弦波控制利用电路的谐振性质，交替地导通两对晶闸管，可产生一系列正弦波形的励磁脉冲。图4是采用正弦波控制方式工作时的电流脉冲波形图。现以AB二相通电的情况为例说明电路的工作过程，BC、CD、DA各相-->的工作情况与此类似，不一一介绍。用正弦波控制方式工作，AB二相通电时，晶闸管的导通次序为：15、26-16、27……参见图3，晶闸管15、26同时导通时，电流的路径是：电源正极端点51-晶闸管15-A相引线14-线圈10-星中点80-线圈20-B相引线24-晶闸管26-电容67-接地端。由于电路的谐振性质，流过的电流是半个正弦波，正弦脉冲的宽度，由电机绕组电感与电容的数值大小决定。流过半个正弦波电流之后，晶闸管15、26关断，此时电容67的电压极性为正（电容67的接地端电位为零）晶闸管15、26关断后，触发脉冲加在晶闸管16、27的控制极上，使晶闸管16、27同时导通。此时电容放电，电流路径是，电容67-晶闸管16-A相引线14-线圈10-星中点80-线圈20-B相引线24-晶闸管27-电源负极端点52。如前所述，由于电路的谐振性质，流过半个正弦波之后，晶闸管16、27关断。此时，电容67电压极性为负。晶闸管16、27关断后，又可使晶闸管15、26导通……晶闸管导通一次，电容电压翻转一次，流过半个正弦波的电流。交替地触发晶闸管15、26和晶闸管16、27，使这两对晶闸管轮流导通，电路反复振荡，便可向A相绕组10和B相绕组20提供一系列“馒头”状的正弦励磁脉冲。图4是采用正弦波控制方式，触发脉冲的间隔时间与电流脉冲的宽度相等，电路在自然换向状态下工作的电流脉冲波形图。从图4的波形可以看出，采用正弦波控制方式，在自然本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于本专利技术说明书所述，专利申请范围和特许专利保护范围是：是用于开关式磁阻电机的驱动电路。本电路与现有电路的区别是电机的绕组接成四相星形，无星中点引出线，单独导通一相，电路不能接通；只有当二相同时导通时，绕组才能通电。本专利技术电路的特征是： 利用电机四相绕组的励磁线圈电感，二个电容和连接在电感、电容与电源的正负极之间轮流导通的晶闸管形成振荡电路；采用二相串联通电、或者二并一串三相同时通电的方式工作。
【技术特征摘要】
基于本发明说明书所述，专利申请范围和特许专利保护范围是：1、是用于开关式磁阻电机的驱动电路。本电路与现有电路的区别是电机的绕组接成四相星形，无星中点引出线，单独导通一相，电路不能接通；只有当二相同时导通时，绕组才能通电。本发明电路的特征是：利用电机四相绕组的励磁线圈电感，二个电容和连接在电感、电容与电源的正负极之间轮流导通的晶闸管形成振荡电路；采用二相串联通电、或者二並一串三相同时通电的方式工作。2、按照专利申请1的电路，有二种控制振荡电压的方法。第一种方法是用反接晶闸管控制振荡电压，振荡电压的大小与反接晶闸管的导通次数有关。第二种方法是用钳位电路限制振荡电压，振荡电压的上限由主（励磁）付（钳位）绕组的线圈匝比决定。3、按照专利申请2第一种用反接晶闸管控制振荡电压的电路，电机的每相引出线上接有3只晶闸管，其中，一只接到电源的正极（或负极）与电源的连接方向相同;一只接到电源的负极（或正极），与电源的连接方向相反。一只接至二个串联电容的中间接点上。二个串联连接的电容接在直流电源的正负极之间。4、按照专利申请2第二种用钳位回路限制振荡电压的电路，励磁绕组的每相引出线上接有2只晶闸管。其中，一只接到电源的正极（或负极）与...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑民生，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]
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