基于开关磁阻电机系统的功率变换器设

计

　摘

 要：开关磁阻电机驱动系统（SRD）是一种新型无级调速系统。文章以开

关磁阻电机的功率变换器为主要研究对象，重点分析了经典的半桥型功率变换
电路及一种新型的软开关功率变换电路，并对其进行了

Matlab/Simulink 仿真研

究，比较了基于这两种功率变换电路的

SRD 在相同工作条件下所表现出的不同

特性。
　　

0 引 言

　　开关磁阻电机驱动系统（

SRD）是由电力电子技术、控制技术及计算机技术

与传统磁阻电机相结合，发展起来的新型无级调速系统。功率变换器是开关磁阻
电机驱动系统的重要组成部分，在电机成本中占有很大比重，其性能的好坏将
直接影响到电机的工作效率和可靠性。功率变换器拓扑结构的不同主要表现在电
机绕组回馈能量方式的差异上。本文将以开关磁阻电机功率变换器为研究对象。
　　

1 开关磁阻电机功率变换电路

　　

1.1 功率变换器简介

　　功率变换器调节不同的负载处于额定功率运行，同时也有不受电网波动影
响的作用。功率变换器是通过电力电子装置进行的，既有直流功率变换器，也有
交流功率变换器。其原理是在一个周期内调节导通时间或是在几个周期内调节若
干个连续导通或关断时间来改变电机输出功率。
　　功率电子器件在调速系统及各种功率变换电路中运用广泛，以开关方式工
作的电力电子器件是开关磁阻电机功率变换电路的基础及核心。目前，较常用的
功率开关器件主要有以下几种：晶闸管（

SCR）、双极型功率晶体管（GTR）、

可关断晶闸管（

GTO）、功率场效应晶体管（PowerMOSFET）、绝缘栅双极型晶

体管（

IGBT）。本文中选择开关磁阻电机功率变换电路都是以 IGBT 为主开关

器件。
　　

1.2 功率变换器的拓扑结构

　　功率变换器是开关磁阻电机驱动系统的重要组成部分，其拓扑结构具有多
种形式，区别主要在于回收绕组释放磁场能量的方法不同。图

1 所示是一种不对

称半桥式功率变换电路。