5.2　电力电子功率变换器的主电路

开关磁阻电机的电力电子功率变换器为开关磁阻电机的运行提供电能，在整个开关磁阻电机系统的成本中，功率变换器占有极大的比重，合理选择和设计功率变换器是提高开关磁阻电机性能和价格比的关键之一。功率变换器主电路形式的选取对于开关磁阻电机的设计也会直接产生影响，应依据具体性能、使用场所等方面综合考虑，给出最佳组合方案。开关磁阻电机常用的功率变换器主电路有很多种，应用最普遍的有三种，如图2-44所示。

如图2-44（a）所示的主电路为单电源供电方式，每相包括两个主开关器件，工作原理简单。导通模式包括三种：两个主开关器件同时导通，绕组获得正向电源，电流增加；一个主开关器件导通；两个主开关器件同时关断。这种主电路中主开关承受的额定电源电压是U_d。它可用于任何相数、任何功率等级的情况，在高电压、大功率场合下有显著的优势。如图2-44（b）所示的主电路的特点是每相必须有两个绕组，其中一个绕组和开关管串联，另一个绕组通过续流二极管串联，两个绕组完全耦合（一般采用双股并绕）。工作时，电源通过开关管向绕组供电，开关管关断后，磁场储能通过续流二极管向电源回馈。开关管承受的最大工作电压是2U_d。

如图2-44（c）所示的主电路为分裂式电路，以对称电源供电。每相仅有一个主开关，上桥臂从上电源吸收能量，并将剩余的能量回馈到下电源，或从下电源吸取能量，将剩余的能量回馈至上电源。所以，为确保上、下桥臂电压的平衡，这种主电路只能用于偶数相电机。主开关正常工作时的最大反向电压为U_d。每相绕组导通时绕组两端的电压只是U_d/2。

图2-44　三种基本的功率变换器主电路