[發(fā)明專利]一種電動機通用功率驅(qū)動電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310482381.7
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103532471A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王家軍;宋小川
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: H02P25/16
• 分類號: H02P25/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動化、電動機控制和電子設(shè)計領(lǐng)域，具體為一種電動機通用功率驅(qū)動電路。

背景技術(shù)

電動機是國民生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾膭恿碓矗兄e足輕重的地位，電動機的種類也十分繁多，常見的有直流電動機、同步電動機、異步電動機、步進(jìn)電動機以及開關(guān)磁阻電動機等。通常對于無需頻繁正反轉(zhuǎn)和調(diào)速要求不高的場合，電動機可以不用功率驅(qū)動器，上電就可以轉(zhuǎn)動，如大功率的有刷直流電動機和大功率的異步電動機。而對于需要頻繁正反轉(zhuǎn)和精確控制轉(zhuǎn)速的電動機調(diào)速系統(tǒng)，則要配有功率驅(qū)動器，如無刷直流電動機調(diào)速系統(tǒng)、永磁同步電動機調(diào)速系統(tǒng)、開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)等，因此功率驅(qū)動器已經(jīng)逐漸成為電動機高性能調(diào)速系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。

功率驅(qū)動器是由大功率電力電子器件構(gòu)成的功率變換裝置，主要作用是對供電電源進(jìn)行各種變換，如整流、逆變、調(diào)頻、調(diào)壓等，以驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)動。隨著電力電子器件制造技術(shù)和變流技術(shù)的日新月異，功率驅(qū)動器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電動機控制方式也屢有創(chuàng)新和進(jìn)步。雖然在實際應(yīng)用中，通常會選用集成驅(qū)動電路、保護(hù)電路和功率器件于一體的智能功率模塊(IPM)，但是在對電動機控制的科研和實驗中，由于不是過分強調(diào)效率、專用性和為了便于實驗、測試和性能分析等原因，通常都使用分立模塊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計了一種可以驅(qū)動無刷直流電動機、永磁同步電動機、異步電動機和開關(guān)磁阻電動機通用功率驅(qū)動電路。

對于直流無刷電動機調(diào)速系統(tǒng)、永磁同步電動機調(diào)速系統(tǒng)、異步電動機調(diào)速系統(tǒng)以及開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)，都需要將直流電源逆變成交流電供給電動機定子繞組。逆變器有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如全橋回路、不對稱半橋回路、H橋回路、(n+1)型回路等，通常無刷直流電動機、永磁同步電動機、異步電動機的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一致，都使用全橋型回路，開關(guān)磁阻電動機使用的是不對稱半橋回路。通過比較不難發(fā)現(xiàn)這兩種回路在電動機定子繞組相數(shù)一致的情況下所使用的元器件種類和數(shù)量完全一致，電路連接方式也十分相似，只有微小差異，只需對電路做微小調(diào)整便可消除這種差異。本發(fā)明專利對不對稱半橋回路進(jìn)行了改進(jìn)，此改進(jìn)使得功率驅(qū)動器不僅可以驅(qū)動開關(guān)磁阻電動機還可以驅(qū)動永磁同步電機、異步電動機和無刷直流電動機。

具體改進(jìn)方法是將不對稱半橋回路各相上、下橋臂的出線端處并聯(lián)了一條帶插座的支路，當(dāng)驅(qū)動器驅(qū)動的是開關(guān)磁阻電動機，則逆變器各相上、下橋臂接入電動機定子繞組，并入的支路并不用導(dǎo)線連接，此時逆變器實為不對稱半橋回路；當(dāng)驅(qū)動器驅(qū)動的是無刷直流電動機、永磁同步電機或異步電動機，則將逆變器各相的上橋臂接入電動機定子繞組，同時將并入的支路用導(dǎo)線連接，此時逆變器實為全橋回路。

本發(fā)明一種電動機通用功率驅(qū)動電路，包括逆變器電路、電壓檢測電路、逆變器驅(qū)動信號接口、電動機繞組電流檢測電路接口和八個插座；

所述的逆變器電路包括第一開關(guān)管Q1、第二開關(guān)管Q2、第三開關(guān)管Q3、第四開關(guān)管Q4、第五開關(guān)管Q5、第六開關(guān)管Q6、第七開關(guān)管Q7、第八開關(guān)管Q8、第一續(xù)流二極管D1、第二續(xù)流二極管D2、第三續(xù)流二極管D3、第四續(xù)流二極管D4、第五續(xù)流二極管D5、第六續(xù)流二極管D6、第七續(xù)流二極管D7、第八續(xù)流二極管D8；所述的第一開關(guān)管Q1的C極、第二開關(guān)管Q2的C極、第三開關(guān)管Q3的C極、第四開關(guān)管Q4的C極、第一續(xù)流二極管D1的負(fù)極、第二續(xù)流二極管D2的負(fù)極、第三續(xù)流二極管D3的負(fù)極、第四續(xù)流二極管D4的負(fù)極接直流母線電源的正極VCC；第五開關(guān)管Q5的E極、第六開關(guān)管Q6的E極、第七開關(guān)管Q7的E極、第八開關(guān)管Q8的E極、第五續(xù)流二極管D5的正極、第六續(xù)流二極管D6的正極、第七續(xù)流二極管D7的正極、第八續(xù)流二極管D8的正極接直流母線電源的地極GND；第一開關(guān)管Q1的E、接口A1接第五續(xù)流二極管D5的負(fù)極；第一續(xù)流二極管D1的正極、接口A2接第五開關(guān)管Q5的C極；第二開關(guān)管Q2的E極、接口B1接第六續(xù)流二極管D6的負(fù)極；第二續(xù)流二極管D2的正極接口B2接第六開關(guān)管Q6的C極；第三開關(guān)管Q3的E極、接口C1接第七續(xù)流二極管D7的負(fù)極；第三續(xù)流二極管D3的正極、接口C2接第七開關(guān)管Q7的C極；第四開關(guān)管Q4的E極、接口D1接第八續(xù)流二極管D8的負(fù)極；第四續(xù)流二極管D4的正極、接口D2接第八開關(guān)管Q8的C極。

所述的電壓檢測電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容C1、穩(wěn)壓二極管D9、發(fā)光二極管D10；