[實用新型]一種三相同步交流發電機/電動機系統

無效

• 申請號: 200720061758.1
• 申請日: 2007-12-18
• 公開（公告）號: CN201174601Y
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 康龍云;徐劍鳴;李寧;盧智鋒
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/14;B60L11/12;B60K6/22
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及混合動力汽車(Hybrid?Electric?Vehicle，HEV)的三相同步交流電機，特別是汽車用三相同步交流發電機/電動機系統。

背景技術

汽車工業的發展帶來了環境污染和石油能源危機兩大問題。在以節能和環保為主題的21世紀，汽車的發展也就有了一個明確的方向。純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池汽車的問世更為解決能源危機的問題拓展了一個更大的空間。純電動汽車是取代傳統內燃機汽車、滿足零排放的最終選擇，但是目前電池的能量密度、充電時間、價格、壽命等問題仍未得到理想的解決，此外，各地方政府對純電動汽車能否上路存在較大分歧，一些地區已出臺了明確的法律法規規定不允許純電動汽車上路運行，這些問題都限制著純電動汽車的發展。近年來燃料電池汽車發展十分迅速，但在成本、氫能源的制備等方面仍存在一些急需解決的問題。因此，人們把研究的重點投向可實施性較強的混合動力汽車。本實用新型是將普通汽車發動機上的發電機的功能加以拓展，使其也具有電動機的功能，以協助汽車行駛，改造完后屬于一種輕度混合動力汽車。

實用新型內容

本實用新型提供了一種將汽車發動機上的發電機擴展為發電機/電動機一體化的IMG(Integrated?Motor-generator)電機，使普通汽車在不需要過多更改其結構的基礎上，就可以實現混合動力的目的，從而達到節省燃油和環保的功效。

IMG電機是將普通汽車發動機上的發電機(三相交流同步發電機)的功能加以擴展，使其在原有功能的基礎上還具有電動機的功能。本實用新型中三相同步交流發電機/電動機也稱之為IMG電機。

為達到以上目的，本實用新型是采取如下技術方案予以實現的：

一種三相同步交流發電機/電動機系統包括發動機、IMG電機、光電編碼器、鉛酸蓄電池、功率轉換器和控制器；IMG電機與發動機以皮帶傳動相連接，光電編碼器與IMG電機同軸連接，光電編碼器與控制器信號連接，控制器還與功率轉換器信號連接，功率轉換器還分別與鉛酸蓄電池和IMG電機連接；所述光電編碼器為ROQ425絕對式光電編碼器，用于測量IMG電機轉子的轉速；所述IMG電機為三相交流同步發電機。

所述的功率轉換器主要由一個三相橋式不可控整流器和一個三相橋式逆變器組成；三相橋式不可控整流器由個二極管兩兩串聯后再彼此并聯組成；三相橋式逆變器是臂逆變橋，由個IGBT兩兩串聯后再彼此并聯組成，三相橋式不可控整流器的共陰極組與三相橋式逆變器的共集電極相連接，三相橋式不可控整流器的共陽極組與三相橋式逆變器的共發射極相連接，中間為濾波電容；三相橋式不可控整流器中兩兩串聯的兩二極管的之間的接點或三相橋式逆變器中的兩兩串聯的IGBT的之間的接點可選擇性與轉換開關連接，轉換開關的輸入端與IMG電機的三相連接，三相橋式不可控整流器與三相橋式逆變器連接線路上的連接點與鉛酸蓄電池相連。

所述控制器核心控制芯片選用DSP中的TMS320LF2407芯片。

當汽車處于啟動或加速狀態的時候，此時IMG電機工作于電動機的狀態，功率轉換器處于逆變狀態，蓄電池供電經逆變為交流電后供電機運行；當汽車正常行駛或下坡的時候，電機轉子拖動氣隙等效磁極旋轉，從而產生電能給電池充電，這個時侯IMG電機就處于發電機狀態，功率轉換器處于整流狀態，將發出的交流電整流后充到蓄電池中。電機和功率轉換器狀態的切換是由控制器控制的。

本實用新型的最大優勢就是可以將普通汽車在不需要過多更改其結構的基礎上，就可以實現混合動力的目的，從而達到節省燃油和環保的功效。

附圖說明

圖1為一種三相同步交流發電機/電動機系統結構示意圖

圖2為本實用新型的整流/逆變電路拓撲結構圖。

圖3為本實用新型的控制器電氣結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。

如圖1所示，一種三相同步交流發電機/電動機系統包括發動機1、三相同步交流發電機/電動機(IMG電機)2、光電編碼器3、鉛酸蓄電池4、功率轉換器5、控制器6。IMG電機2與發動機1以皮帶傳動相連接，光電編碼器3與IMG電機2同軸連接，光電編碼器3與控制器6信號連接，控制器6還與功率轉換器5信號連接，功率轉換器5還分別與鉛酸蓄電池4和IMG電機2連接。光電編碼器3所測得的轉子信號和電機本身氣隙磁場轉速信號經控制器6處理比較后，控制功率轉換器5處于整流或逆變的狀態。

光電編碼器3具體選用ROQ425(SSI)絕對式光電編碼器，主要功能是測量IMG電機2轉子的轉速。