一种新型无刷直流电机谐振极软开关逆变器

摘要

永磁无刷直流电机具有高功率密度、高转矩/电流比和控制简单等优势,得到了广泛应用.然而,无刷直流电机通常采用硬开关逆变器驱动,硬开关逆变器的系统效率较低,散热器的体积和重量较大,限制了大功率无刷直流电机驱动系统功率密度和性能的进一步提升.针对硬开关逆变器问题,提出了一种无刷直流电机专用的谐振极软开关电压源逆变器.通过在传统硬开关逆变器的三相输出端添加辅助谐振网络,实现了逆变桥主开关器件的零电压(ZVS)开关动作,辅助双向开关在零电流开关(ZCS)条件开通和关断.针对新型软开关逆变器,提出了一种新的脉宽调制(PWM)控制策略--TPWM+TON,逆变桥上下侧开关器件轮流进行PWM调制,保持了直流母线中点电位的平衡,且使主开关和辅助开关的开关频率降到PWM调制频率的一半.对提出的软开关逆变器进行了实验研究,实验结果验证了电路结构、理论分析和控制策略的正确性与可行性.