大功率宽调速范围双凸极电机驱动拓扑对比研究

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1、ELECTRICDRIVE2015Vo1．45No．4电气传动2015年第45卷第4期大功率宽调速范围双凸极电机驱动拓扑的对比研究倪志拓，陈志辉，朱杰，王波，谢淑玲(南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室，江苏南京210016)摘要：电励磁双凸极电机具有结构简单，可靠性高，控制灵活等优点，成为一种应用前景良好的电机。以12／8极电励磁双凸极电机为研究对象，提出了一种优化的适用于大功率、宽调速范围场合的驱动拓扑，即在传统的逆变器前级放置Buck变换器，并设计出新型拓扑相对应的控制策略。详细对比了两种驱动拓扑下

2、，开关管的开关频率和电机的铁耗。通过仿真和实验，结果验证了，前置Buck新型双凸极电机驱动拓扑不仅降低了开关管的斩波频率，而且减小了电机的铁耗，相对比于传统直接桥式驱动方式，前置Buck新型拓扑更适用于大功率、宽调范围的场合。关键词：电励磁双凸极电机；调速系统；驱动系统拓扑；Buck变换器；开关频率；铁耗中图分类号：TP242；TP273文献标识码：AComparativeStudyBetweentheDrivingTopologiesofDoublySalientMachineforHighPowerCapa

3、cityandWideSpeedRangeSituationsNIZhi—tuo，CHENZhi-hui，ZHUJie，WANGBo，XIEShu—ling(Aero-powerSci—techCenter，NanjingeofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，Jiangsu，China)Abstract：Withtheprominentadvantagesofsimplestructure，highreliability，flexibleregulation，t

4、hewound—fielddoublysalientmachine(WFDSM)hasthepotentialtobeagoodcandidateforfuturemachineapplication．Basedonthe12／8poleWFDSM，anoptimizeddrivingtopologythatplacesaBuckconverterinfrontoftheconventionalinverterwasputforwardforhighpowercapacityandwidespeedranges

5、ituation．Andthecorrespondingcontrolstrategyofthenoveltopologywasdesigned．Theswichingfrequencyoftheswichersandcorelossofthemachinewerecomparedindetailbetweenthetwodrivingtopologies．Throughsimulationsandexperiments，theresultsshowthatthenovaldrivingtopologyford

6、oublysalientmachinewithpreposedBuckconverterisamoresuitablemethodforthehighpowercapacityandwidespeedrangesituationswithnotonlylowerswitching~equeneyoftheswichersbutsmallercorelossofthemachineaswellwhencomparedtothetraditionaldirectbridgedrivingmethod．Keyword

7、s：wound—fielddoublysalientmachine(WFDSM)；speedcontrolsystem；drivingsystemtopology；buckconverter；swichingfrequency；corelOSS文献[4]对WFDSM转矩脉动产生的机理进行了分析，提出了基于半桥变换器的WFDSM角电励磁双凸极电机(wFDSM)是在开关磁阻度优化控制策略，实现了对相电流的独立控制，电机和永磁双凸极电机的基础上发展起来的一减小了转矩脉动，但是很难保证主功率电路中分种新型磁阻式电机，因

8、结构简单可靠、容错性能裂电容充放电平衡。文献[5—6]针对WFDSM，提好、功率密度高等优点，自20世纪90年代出现以出了基于转速变化的提前角度控制策略，通过分来，受到了国内外学者的广泛关注n。析电机出力的内在机理，来实时改变提前角度，作者简介：倪志拓(1989一)，男，硕士研究生，Email：gaintenormous@163．tom13电气传动2015年第45卷第4期倪志拓，等：大