1 功率變換器主電路工作分析

SRD系統(tǒng)的性能和成本很大程度上取決于功率變換器的性能和成本，所以對(duì)功率變換 器的研究意義重大。目前研究主要集中在功率變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、主開關(guān)器件選擇和使用等方面。

1．1 四相八管式功率變換器

四相八管式SR電動(dòng)機(jī)功率變換器主電路拓?fù)淙鐖D2所示，其中A、B、C、D各相分別有兩只主開關(guān)和兩只續(xù)流二極管與直流電源相連。此電路有三種工作狀態(tài)。以A相為例，觸發(fā)T1、T2，兩開關(guān)管都導(dǎo)通，直流電源如到A相繞組，建立電流和磁鏈，相電流iA沿圖3（3）所示路徑流動(dòng)。當(dāng)T1和T2中有一個(gè)管子關(guān)斷，A相繞組電流在T1、D2或T2、D1構(gòu)成的回路中續(xù)流。這一過程可減小電流的脈動(dòng)，相電流iA沿圖3（b）所示路徑流動(dòng)。T1和T2都關(guān)斷，相電源通過D1、D2續(xù)流，此時(shí)磁鏈迅速下降，繞組能量回饋電源。相電流iA沿圖3（c）所示路徑流動(dòng)。

四相八管式SR電動(dòng)機(jī)功率變換主電路拓?fù)涔ぷ髂Ｊ椒治觯涸趫D3（a）所示的模式下直流電源電壓提供給電機(jī)A相繞組勵(lì)磁能量。相應(yīng)的等式為（1）式，式中UT為主開關(guān)通態(tài)飽和壓降，RA為A相電阻，ψA為A相磁鏈。在圖3（b）所式模式下，設(shè)上開關(guān)管關(guān)斷，相應(yīng)的等式為（2）式；Ud為二極管導(dǎo)通壓降。在圖3（c）模式下，相應(yīng)的等式為（3）式。

Us-2UT=dψA/dt+RaiA (1)

-UT-UD=dψA/dt+RaiA (2)

-Us-2UD=dψA/dt+RaiA (3)

1.2 四相四管雙繞組式功率變換器

四相四管雙繞組式SR電動(dòng)機(jī)功率變換器主電路拓?fù)淙鐖D4所示。A、B、C、D各相分別有兩個(gè)繞組，每相的一邊繞組與開關(guān)器件相連，另一邊繞組與續(xù)流二極管相連。此電路有兩種工作狀態(tài)。以A相為例，T1管在A相的一邊繞組中建立電流，相電流iA沿圖5（a）所示路徑流動(dòng)；T1管關(guān)斷，通過另一邊繞組和D1回饋電流。相電流iA沿圖5（b）所示路徑流動(dòng)。

四相四管雙繞組式SR電動(dòng)機(jī)功率變換器主電路拓?fù)涔ぷ髂Ｊ椒治觯涸趫D5（a）所示的模式下，相應(yīng)的等式為（4）式，iA1為與主開關(guān)相聯(lián)的繞組中電流，RA1為與主開關(guān)相聯(lián)的繞組的電阻。在圖5（b）所示的模式下，相應(yīng)的等式為（5）式，iA2為與二極管相聯(lián)的繞組中電流，RA2為與二極管相聯(lián)的繞組的電阻。

Us-UT=dψA/dt+RA1iA1 (4)

-Us-UD=dψA/dt+RA2iA2 (5)

1.3 四相四管等分直流電源型功率變換器

四相四管等分直流電源型SR電動(dòng)機(jī)功率變換器主電路拓?fù)淙鐖D6所示。每相用一個(gè)開關(guān)器件，靠同容量的電容將直流電源等分。此電路的工作狀態(tài)用A、B兩相來說明。A相工作時(shí)，S1開通，由C1向A繞組建立電流；S1關(guān)斷，D1續(xù)流回饋電流給C2，相電流iA沿圖7（a）所示路徑流動(dòng)。B相中的開關(guān)管和續(xù)流二極管位置與A相對(duì)調(diào)，目的是保證正、負(fù)電源供電平衡。B相工作時(shí)，相電流iB沿圖7（b）所示路徑流動(dòng)。C、D相同理。

四相四管等分直流電源式SR電動(dòng)機(jī)功率變換器主電路拓?fù)浞治觯涸趫D7（a）所示的模式下，直流電源給A相供電，相應(yīng)的等式為（6）式