功率變換器是驅(qū)動開關磁阻電動機的電路裝置,，為其提供電能,。對功率變換器功率開關的通斷狀態(tài)進行合理的控制可實現(xiàn)電機的調(diào)速運轉(zhuǎn)^[1],。功率變換器主電路" title="主電路">主電路拓撲形式的選取與供電電壓、電機相數(shù),、主開關器件的種類有密切的關系,。合理選擇和設計功率變換器是提高SRD的性能價格比的關鍵之一。雖然功率變換器電路的拓撲形式多種多樣并各有其特點,，但目前并未形成理論定式(固定模式),。一般來說，選取理想的SR功率變換器的原則是：電路拓撲與電動機結(jié)構(gòu)匹配,、效率高,、控制方便、結(jié)構(gòu)簡單,、成本低,。
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撲結(jié)構(gòu)的設計,、主開關器件選擇和使用等方面。
1.1 四相八管式" title="管式">管式功率變換器
　　四相八管式SR電動機功率變換器主電路拓撲如圖2所示,，其中A,、B、C,、D各相分別有兩只主開關和兩只續(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,、T₂，兩開關管都導通,，直流電源加到A相繞組,，建立電流和磁鏈，相電流i_A沿圖3(a)所示路徑流動,。當T₁和T₂中有一個管子關斷" title="關斷">關斷,，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，相電流i_A沿圖3(b)所示路徑流動,。T₁和T₂都關斷,，相電流通過D₁、D₂續(xù)流，此時磁鏈迅速下降,，繞組能量回饋電源,。相電流i_A沿圖3(c)所示路徑流動。

　　四相八管式SR電動機功率變換器主電路拓撲工作模式分析：在圖3(a)所示的模式下直流電源電壓提供給電機A相繞組勵磁能量,。相應的等式為(1)式,，式中UT為主開關通態(tài)飽和壓降，RA為A相電阻,，ψ_A為A相磁鏈,。在圖3(b)所式模式下，設上開關管關斷,，相應的等式為(2)式,；UD為二極管導通壓降。在圖3(c)模式下,，相應的等式為(3)式,。
　　
1.2 四相四管雙繞組式功率變換器
　　四相四管雙繞組式SR電動機功率變換器主電路拓撲如圖4所示。A,、B,、C、D各相分別有兩個繞組,，每相的一邊繞組與開關器件相連,，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i_A沿圖5(a)所示路徑流動,；T₁管關斷,，通過另一邊繞組和D₁回饋電流。相電流i_A沿圖5(b)所示路徑流動,。

　　四相四管雙繞組式SR電動機功率變換器主電路拓撲工作模式分析：在圖5(a)所示的模式下，相應的等式為(4)式,，i_A1為與主開關相聯(lián)的繞組中電流,，R_A1為與主開關相聯(lián)的繞組的電阻。在圖5(b)所示的模式下,，相應的等式為(5)式,，i_A2為與二極管相聯(lián)的繞組中電流，R_A2為與二極管相聯(lián)的繞組的電阻,。
　　
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電動機功率變換器主電路拓撲如圖6所示,。每相用一個開關器件,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,，S₁開通，由C₁向A繞組建立電流;S₁關斷,，D₁續(xù)流回饋電流給C₂,，相電流i_A沿圖7(a)所示路徑流動。B相中的開關管和續(xù)流二極管位置與A相對調(diào),，目的是保證正,、負電源供電平衡。B相工作時,，相電流iB沿圖7(b)所示路徑流動,。C、D相同理,。

　　四相四管等分直流電源式SR電動機功率變換器主電路拓撲分析：在圖7(a)所示的模式下,，直流電源給A相供電，相應的等式為(6)式,，開關斷開相應的等式為(7)式,。
　　
1.4 四相五管(n+1)式功率變換器
　　四相五管(n+1)式SR電動機功率變換器主電路拓撲如圖8所示。電路中除各相開關及各相續(xù)流二極管外,，還有一公共斬波主開關及公共續(xù)流二極管,。此電路有三種運行狀態(tài)。以A相為例：公共主開關S₀和A相主開關S₁開通,，電源向A繞組輸送電流,，相電流i_A沿圖9(a)所示路徑流動；公共主開關S₀斬波,A相經(jīng)S₁,、D₀自然續(xù)流,，相電流i_A沿圖9(b)所示路徑流動；S₀,、S₁關斷,，A相經(jīng)D₀、D₁續(xù)流,，進一步減小磁化電流,，向電容C回饋電能，相電流i_A沿圖9(c)所示路徑流動,。需要重點說明的是,，就本電路而言，當S₀導通,、S₁斷開時,，如果相繞組能量沒有耗盡，相電流將經(jīng)過D₁續(xù)流，這不利于換相,，在設計時要給予考慮,。

　　四相五管(n+1)式SR電動機功率變換器主電路拓撲分析：在圖9(a)所示的模式下，直流電源給A相供電,，相應的等式為(8)式,；在圖9(b)所示的模式下，相應的等式為(9)式,；在圖9(c)所示的模式下,，相應的等式為(10)式。
　　

　　
1.5 四相五管帶電容存儲型功率變換器
　　四相五管帶電容存儲型SR電動機功率變換器主電路拓撲如圖10所示,。以A相為例說明電路的工作情況,。S₁開通，A繞組通電建立磁鏈,，相電流i_A沿圖11(a)所示路徑流動,；S₁關斷且S₀不開通，A相繞組經(jīng)過C₀續(xù)流,，且將繞組的磁能以電能的形式儲存在電容器C₀中,，相電流i_A沿圖11(b)所示路徑流動；當電容C₀的電壓高于電源電壓時,，開通開關S₀,，通過電感L0實現(xiàn)二次饋電，沿圖11(c)所示路徑流動,。

　　四相五管帶電容存儲型SR電動機功率變換器主電路拓撲分析:在圖11(a)所示的模式下,，相應的等式為(11)式；在圖11(b)所示的模式下,，相應的等式為(12)式,；在圖11(c)所示的模式下，相應的等式為(13)式,。
　　
2 SR功率變換器拓撲的對比分析
　　在各電路工作原理分析的基礎上,，對上述電路的一些性能進行對比分析，以供使用者參考,，具體見表1,。

3 功率變換器供電電路仿真
　　功率變換器向SR電動機提供運轉(zhuǎn)所需的能量，由蓄電池或交流整流后得到的直流電供電,。下面給出兩種整流電路的仿真模型及波形，分別如圖12,、圖13所示,。