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《电动汽车用开关磁阻发电机控制拓扑结构设计及研究》篇一一、引言随着环境保护意识的增强和能源危机的日益严重，电动汽车（EV）逐渐成为未来交通出行的重要选择。
作为电动汽车的核心部件之一，开关磁阻发电机（Switched Reluctance Generator, SRG）具有高效率、高可靠性等优点，成为当前研究的热点。
本文将针对电动汽车用开关磁阻发电机的控制拓扑结构设计及研究进行详细的分析和探讨。
二、开关磁阻发电机的基本原理及特点开关磁阻发电机是一种基于磁阻原理的电机，其工作原理是通过改变电流的通断来控制电机的运动。
相比于传统的发电机，开关磁阻发电机具有以下优点：结构简单、高效节能、高可靠性、低噪音等。
因此，在电动汽车等领域具有广泛的应用前景。
三、控制拓扑结构设计针对电动汽车用开关磁阻发电机的控制拓扑结构设计，本文提出了一种基于全数字控制器的设计方案。
该方案主要包括功率主电路、控制器电路和传感器电路三部分。
1. 功率主电路设计功率主电路是开关磁阻发电机的核心部分，其设计直接影响到发电机的性能。
本文采用三相全桥整流电路作为功率主电路，通过控制开关管的通断来实现对发电机电压和电流的控制。
此外，为了保证电路的稳定性和可靠性，还需对电路进行过压、过流等保护措施。
2. 控制器电路设计控制器电路是开关磁阻发电机的“大脑”，负责实现对发电机运行状态的控制。
本文采用全数字控制器作为核心控制器，通过采集发电机的电压、电流等信号，实现对发电机运行状态的实时监测和控制。
此外，控制器还需具备故障诊断和保护功能，以确保发电机的安全运行。
3. 传感器电路设计传感器电路是实现对发电机状态监测的关键部分。
本文采用电流传感器和电压传感器来监测发电机的电压和电流信号，并将这些信号传输给控制器进行处理。
此外，还需对传感器进行抗干扰设计，以提高其稳定性和可靠性。
四、研究方法及实验结果分析为了验证所设计的控制拓扑结构的有效性，本文采用理论分析和实验验证相结合的方法进行研究。
基于开关磁阻电机系统的功率变换器设计
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。
开关磁阻电机的几种功率变换器拓扑的性能分析
张全柱;郝荣泰;邓新华
【期刊名称】《电气传动自动化》
【年(卷),期】1995(000)004
【摘要】通过对开关磁阻电机运行原理的分析，提出开关磁阻电机对功率变换器的一般要求并给出了驱动开关磁阻电动机的功率变换器的八种电路拓扑，分为传统型和改进型两类。
对其中每一种电路拓扑的性能、优缺点、适用场合等进行了分析研究。
【总页数】5页(P50-54)
【作者】张全柱;郝荣泰;邓新华
【作者单位】北方交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP212
【相关文献】
1.开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑的研究 [J], 龚晟;杨向宇;孙明
2.开关磁阻电机功率变换器拓扑结构新技术 [J], 吴红星;倪永健;王璐;郑再平
3.开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑结构 [J],
4.开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑结构研究 [J], 林远春;叶邦彦
5.开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑结构研究 [J], 林远春; 叶邦彦
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本论文的主要研究内容第一部分综述了开关磁阻电机的研究现状、研究目的及其意义第二部分对功率元件进行选择，详细分析并且比较了几种功率系统主电路的优缺点第三部分探索设计出一种有以上各种主电路优点的功率变换器主电路第一部分1.研究背景随着国民经济建设的日益发展，各行各业的机械化、自动化程度越来越高，开关磁阻电机（SRD）拥有着巨大的潜在市场。
开关磁阻电机是20世纪80 年代兴起的新型调速电机，主要由SR电动机、功率变换器、控制器、位置检测器四部分组成。
功率变换器是开关磁阻电机系统中重要的组成部分，它向开关磁阻电机相绕组输出周期性脉冲电流，驱动电机运行。
功率变换器涉及电机拖动，电力电子技术，电路，模拟电子技术等学科，是一门综合性技术。
2.研究目标深入分析开关磁阻电机的工作特点、性能计算，分别分析几种常用的功率变换主电路，并依据其结果来设计一个新型开关磁阻电机功率变换器电路。
3.研究意义（1）作为开关磁阻电机系统的组成部分（2）作为新型机电一体化系统的组成部分（3）作为多学科交叉研究的一个典型应用第二部分1.开关磁阻电机驱动系统组成2.功率变换器（1）功率变换器简介功率变换器是驱动开关磁阻电机的电路装置，为其提供电能。
功率变换器主电路拓扑形式的选取与供电电压、电机相数、主开关器件的种类有密切的关系。
对功率变换器功率开关的通断状态进行合理的控制可实现电机的调速动转。
合理选择和设计功率变换器是提高SRD的性能价格比的关键之一。
（2）功率变换器的作用功率变换器向开关磁阻电机相绕组输出周期性脉冲电流，驱动电机运行。
它是开关磁阻电机驱动系统中重要的组成部分，一个合理的功率变换器是提高开关磁阻电机调速系统的性能/价格比关键之一，因此，合理设计功率变换器具有重要意义。
（3）功率变换器的选择标准虽然功率变换器电路的拓扑形式多种多样并各有其特点，但目前并未形成理论定式。
一般来说，理想的SR功率变换器选择标准应该满足如下几个要求：最少数量的开关器件可将全部电源电压加给电机的绕组主开关器件的电压额定值与电机接近具备迅速增加相绕组电流的能力可通过主开关器件调制，有效地控制相电流在绕组磁链减少的同时，能将能量回馈给电源3.功率变换器开关器件的选择目前较常用的功率开关器件主要有以下几种：（1）晶闸管（SCR）（2）双极型功率晶体管（GTR）（3）可关断晶闸管（GTO）（4）功率场效应晶体管（Power MOSFET）（5）IGBT 由于IGBT 是一种新型的复合器件，基于它诸多的优越性能，功率变换器主电路就采用IGBT 管作为主开关管。
一种新型四相SR电机功率变换器的分析与设计孙冠群，林辉，齐蓉（西北工业大学自动化学院西安 710072）摘要：功率变换器是开关磁阻电动机调速系统（SRD）中的重要组成部分，现有的各种功率变换器大都有这样或那样的问题与不足，关键是不能保证较好的性能价格比。
本文通过对两种常用的四相开关磁阻电动机（SR）功率变换器主电路进行分析，优化、综合常用的主电路，给出了目前最优的四相SR电机功率变换器主电路型式——最少主开关型，提高了经济性和实用性。
结合作者的研制实践，又给出了5.5KW的SR电机新型功率变换器的实际电路、主要器件及其定额的选择。
通过实验成功地应用此方案，基于降低SR 电机转矩波动的有效手段，同时实现电机实时双相绕组通电稳定运行。
关键词：开关磁阻电动机；功率变换器；最少主开关；绕组双相运行中图分类号：TM301.2 文献标识码：AAnalysis and Design of New Power Converter for Four PhaseSwitched Reluctance MotorSun GuanQun， Lin Hui， Qi Rong（College Of Automation Of NorthWestern Polytechnical University, xi’an 710072,China）Abstract：Power converter is important part of switched reluctance motor, in present, most of power converter have many shortcoming, they of the best pivotal is that they have not outstanding rates. In the article, two traditional power converter main circuit for four phase switched reluctance motor are analyzed, optimized and synthesized. The paper gives the main circuit of new power converter for four phase SR motor——the main circuit of the least central switch. With the project practice, the paper gives the practical circuit, key component and it’s parameter. With experiment, the project is applied successfully. In order to reduce torque-ripple of electric machine also, secure locomotion is achieved with simultaneous electrify two phase loop.Key words: switched reluctance motor; power converter; the least central switch; simultaneous electrify two phase loop1.引言开关磁阻电动机（SR）因其结构简单、制造成本低、效率高、可靠性好,在某些应用领域完全可以与直流电机、感应电机及永磁电机争雄，特别是在国民经济中应用最广的感应电动机，SR电动机与其相比在某些领域已显示出相当的优势。
