开关磁阻电机驱动体系（SRD）是由电力电子技能、操控技能及计算机技能与传统磁阻电机相结合，发展起来的新式无级调速体系。功率改换器是开关磁阻电机驱动体系的重要组成部分，在电机本钱中占有很大比重，其功能的好坏将直接影响到电机的作业效率和可靠性。功率改换器拓扑结构的不同首要表现在电机绕组回馈能量办法的差异上。本文将以开关磁阻电机功率改换器为研讨目标。
1 开关磁阻电机功率改换电路
1.1 功率改换器简介
功率改换器调理不同的负载处于额定功率工作，一起也有不受电网动摇影响的效果。功率改换器是经过电力电子设备进行的，既有直流功率改换器，也有沟通功率改换器。其原理是在一个周期内调理导通时间或是在几个周期内调理若干个接连导通或关断时间来改动电机输出功率。
功率电子器材在调速体系及各种功率改换电路中运用广泛，以开关办法作业的电力电子器材是开关磁阻电机功率改换电路的根底及中心。现在，较常用的功率开关器材首要有以下几种：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（Power MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）。本文中选择开关磁阻电机功率改换电路都是以IGBT 为主开关器材。
1.2 功率改换器的拓扑结构
功率改换器是开关磁阻电机驱动体系的重要组成部分，其拓扑结构具有多种形式，差异首要在于收回绕组开释磁场能量的办法不同。图1 所示是一种不对称半桥式功率改换电路。
2 功率改换器的规划
2.1 新式功率改换电路的结构特色
新式功率改换器主电路的拓扑结构如图2 所示，图中虚线框Ⅰ、Ⅱ以外是典型的不对称半桥式功率改换电路。其间A、B、C 是SRM 的三相绕组；S1 ~ S6 为相开关；D1 ~ D6 为各相绕组的续流二极管；虚线框Ⅰ以内的履行软开关辅佐电路由谐振电感Lr，谐振电容Cr，辅佐开关Sch、Sdis 和二极管Dch、Dfr 组成；虚线框Ⅱ内是RCD 缓冲吸收回路，与主开关并联。
与传统的半桥式功率改换电路比较，本电路具有以下一些特色：电路中参加软开关辅佐电路，只需当令操控辅佐开关Sch、Sdis 的通断，则可完成主开关的软敞开和软关断；与主开关并联的RCD 缓冲电路，因电容电压不能骤变，可按捺IGBT 关断时的过电压，一起可缓解导通时绕组磁链的动摇。
2.2 新式功率改换电路的作业原理剖析
以A 相绕组为例，其改善后的电路根本工作图如图3 所示，图4 显现了电路的根本波形。其间主开关S2 的一个开关周期分为充电、PWM 调制和放电三个阶段：
（1）在充电期间（如图4 所示中的t0 ~ t2）：t0 之前，电容Cr 现已在前面的周期内放电至零。在t0 时间，Dch 零电流开关条件下导通，Cr 经过电感Lr 充电，经过1/2 个谐振周期至t1 时完毕。因为Dch 单向导电性，t1 时间之后ich=0，在t2 时间Sch 在零电流条件关断。在t0 时Sch 翻开，直流环节电压下降到零，于此，S2 在零电压下翻开。
（2）PWM 期间（ 如图4 所示中的t2 到t3）：经过调理PWM 的占空比可操控对SRM 的能量输出。
（3） 放电期间（ 如图4 所示中的t3 ~ t7）：在t3 时间，Sdis 敞开， %&&&&&%Cr 经过Lr 放电， 放电途径为Cr → Lr → U → S2 → D1 → Sdis.t5 时间后，负载电流开端流经Cr，Cr 不断放电至零。最终，在t6 时间，Vcr=0，二极管Dfr 导通，idis=0，负载电流顺次经过D1、Dfr 和S1.t6 时间后，Sdis 关断，idis=0.
开关磁阻电机的操控战略一般分为三类，即脉宽调制（PWM）、视点方位操控（APC）和直流斩波操控（CCC）。当令操控Sch 的导通时间，能够在这三个操控战略上完成主开关的软敞开与软关断。
3 开关磁阻电机驱动体系仿真研讨
3.1 仿真结构图
图5 所示为通用开关磁阻电机驱动体系仿真结构图。
设置电机参数为：相电压为240 V，定子电阻为0.05 Ω，转动惯量为0.05 kg·m2，摩擦系数0.02 N·m·s.仿真数据输出有磁链、电流、转矩和角速度，电流与角速度作为反应信号输入操控单元，操控注册角40°，关断角75°。
图6（a）、（b）分别为不对称半桥式功率改换电路仿真结构和新式功率改换电路的仿真结构。在Simulink 仿真中，此电路封装在图5 中的功率改换器（B）模块中。
3.2 仿真成果比较
图7 所示是磁链比较图形。从仿真曲线中能够看出，根据半桥型功率改换电路的驱动体系中绕组开关导通时相磁链增大，不管发动阶段仍是安稳工作阶段，磁链增大时都有较小起伏的动摇，这不利于电机转子的平稳工作；而根据新式功率改换电路的驱动体系克服了这一缺陷，开关导通时磁链平稳添加。
与磁链的仿真成果相似，图8 所示的电流仿真曲线在整个过程中，根据半桥型功率改换电路的驱动体系在电流上升时有小起伏的动摇，而且在安稳工作阶段电流峰值不安稳；根据新式功率改换电路的驱动体系安稳工作时有较为安稳的电流峰值，且电流增大时呼应速度快，无前期的动摇改变。
图9 显现了转矩改变的仿真曲线，在发动阶段两种不同功率改换电路的驱动体系转矩改变曲线根本共同。比较于半桥型功率改换电路驱动体系，根据新式功率改换电路驱动体系的转矩动摇起伏稍小而且幅值安稳。
4 结 语
从本文的成果中能够看出，使用新式功率改变电路时，能显着按捺电机绕组换相时磁链、电流在上升时的动摇，而且电流、转矩更快地下降趋于安稳工作状况；在安稳工作阶段电流改变峰值更为安稳，转矩脉动起伏更小，幅值安稳。但一起新式的功率改换电路多用了开关器材，添加了本钱。
本文提出的新式功率变电路首要是完成绕组主开关的软开关，经过进行Matlab/Simulink 开关磁阻电机仿真驱动体系工作得到的试验成果与理论剖析符合，然后验证了功率改换电路规划的有效性和合理性。
