基于三相半桥功率变换器的无轴承开关磁阻电机绕组结构分析

无轴承开关磁阻电机兼有开关磁阻电机和磁轴承的优点。功率变换器是无轴承开关磁阻电机的重要组成部分,其控制绕组电流,对电机旋转和悬浮性能有重要影响。悬浮绕组功率变换器采用三相半桥结构时,由于负载的不对称,存在中点电压漂移问题。该文简要介绍了电机悬浮原理和数学模型,将功率变换器和电机作为一个整体,分析了中点电压漂移的原因及绕组配置对中点电压的影响。给出了5种绕组结构形式下,各相悬浮力之和及其对中点电压的影响。通过合理配置绕组结构,使电机在恒定径向负载的情况下,中点电压波动大为减小。给出了4种优化的无轴承开关磁阻电机绕组结构。实验结果证明了理论分析的正确性。     

无轴承开关磁阻电动机悬浮绕组功率变换器的分析与改进

简要介绍了无轴承开关磁阻电动机的基本原理,根据转矩和悬浮力的控制策略,分析了三相半桥功率变换器的特点和不足。推导了转矩和悬浮力的小信号模型,分析了变换器绕组电流纹波对转矩和悬浮力的影响。在此基础上,提出了一种改进措施——悬浮绕组功率变换器采用三相四桥臂结构,电流数字滞环采用三态控制方式。然后介绍了三相四桥臂功率变换器的各种工作模式和数学模型,分析了两种变换器在数字滞环控制方式下电流纹波的大小和差别。样机实验结果表明了改进措施的有效性。