科创中国

电子信息技术,新型电子元器件

本发明公开了一种开关磁阻电机变绕组驱动系统和在线软切换方法，属于在线软切换领域。系统包括控制器、驱动模块、功率变换器和变绕组模块；其中，所发明的变绕组模块可以在线改变开关磁阻电机相绕组中各个线圈的连接模式。本发明利用具有在线绕组串并联切换能力的开关磁阻电机驱动拓扑结构结合在线软切换方法，通过变绕组模块，在线改变了开关磁阻电机相绕组的连接方式，从而实现了相电感值的控制，有效实现了电机低速下的转矩性能的优化和高转速下的性能提升；利用开关磁阻电机相电流为零的区间进行绕组线圈的在线串并联切换以及故障绕组切除，实现了在线软切换，扩大了调速范围和电机故障容错能力。

汽车是人们生活中必不可少的交通工具，传统内燃机汽车以汽油作为燃料，在行驶过程中将对环境造成较大的污染。由于电能来源多种多样，并且存在许多环境友好型的电能获取方式，如风力发电，水力发电，太阳能发电等，电动汽车在环保方面远优于内燃机汽车。作为电动汽车的核心，电机就成为了研究的热点之一，其中，永磁电机需要使用重要战略资源稀土材料，并且永磁体在高温下存在失磁的风险，而开关磁阻电机结构简单，启动转矩大，调速性能好，不需要使用稀土材料和永磁体，可靠性高，很适合作为电动汽车的驱动电机。 电动汽车所使用的电机需要具有高可靠性，高效率，高启动转矩和宽调速范围等。但是高启动转矩和宽调速范围的要求难以同时满足，高启动转矩要求电机电感大，以增大电机输出的机械功率，宽调速范围要求电感小，以降低高速时绕组产生的反电势。目前，实现高启动转矩和宽调速范围的有效方法就是在电机运行过程中进行绕组串并联切换，具体为，在汽车启动或低速行驶时采用串联绕组，增大相电感值，有利于获得更大的启动转矩；在汽车高速行驶时采用并联绕组，减小相电感，有利于减小电感产生的反电势，从而提高电机的最高转速，扩大调速范围。

华中科技大学，简称华中大，位于湖北省武汉市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”、“985工程"、"211工程"、入选"强基计划"、"111计划"、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、湖北省2011计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划***，是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地，为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟、中国人工智能教育联席会理事单位