[發明專利]一種電動機通用功率驅動電路

無效

• 申請號: 201310482381.7
• 申請日: 2013-10-15
• 公開（公告）號: CN103532471A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 王家軍;宋小川
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02P25/16
• 分類號: H02P25/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于自動化、電動機控制和電子設計領域，具體為一種電動機通用功率驅動電路。

背景技術

電動機是國民生產和人們日常生活中重要的動力來源，有著舉足輕重的地位，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、步進電動機以及開關磁阻電動機等。通常對于無需頻繁正反轉和調速要求不高的場合，電動機可以不用功率驅動器，上電就可以轉動，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和精確控制轉速的電動機調速系統，則要配有功率驅動器，如無刷直流電動機調速系統、永磁同步電動機調速系統、開關磁阻電動機調速系統等，因此功率驅動器已經逐漸成為電動機高性能調速系統中不可或缺的重要組成部分。

功率驅動器是由大功率電力電子器件構成的功率變換裝置，主要作用是對供電電源進行各種變換，如整流、逆變、調頻、調壓等，以驅動電動機轉動。隨著電力電子器件制造技術和變流技術的日新月異，功率驅動器的拓撲結構和電動機控制方式也屢有創新和進步。雖然在實際應用中，通常會選用集成驅動電路、保護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。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，設計了一種可以驅動無刷直流電動機、永磁同步電動機、異步電動機和開關磁阻電動機通用功率驅動電路。

對于直流無刷電動機調速系統、永磁同步電動機調速系統、異步電動機調速系統以及開關磁阻電動機調速系統，都需要將直流電源逆變成交流電供給電動機定子繞組。逆變器有多種拓撲結構，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撲結構一致，都使用全橋型回路，開關磁阻電動機使用的是不對稱半橋回路。通過比較不難發現這兩種回路在電動機定子繞組相數一致的情況下所使用的元器件種類和數量完全一致，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整便可消除這種差異。本發明專利對不對稱半橋回路進行了改進，此改進使得功率驅動器不僅可以驅動開關磁阻電動機還可以驅動永磁同步電機、異步電動機和無刷直流電動機。

具體改進方法是將不對稱半橋回路各相上、下橋臂的出線端處并聯了一條帶插座的支路，當驅動器驅動的是開關磁阻電動機，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線連接，此時逆變器實為不對稱半橋回路；當驅動器驅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線連接，此時逆變器實為全橋回路。

本發明一種電動機通用功率驅動電路，包括逆變器電路、電壓檢測電路、逆變器驅動信號接口、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管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3、第四開關管Q4、第五開關管Q5、第六開關管Q6、第七開關管Q7、第八開關管Q8、第一續流二極管D1、第二續流二極管D2、第三續流二極管D3、第四續流二極管D4、第五續流二極管D5、第六續流二極管D6、第七續流二極管D7、第八續流二極管D8；所述的第一開關管Q1的C極、第二開關管Q2的C極、第三開關管Q3的C極、第四開關管Q4的C極、第一續流二極管D1的負極、第二續流二極管D2的負極、第三續流二極管D3的負極、第四續流二極管D4的負極接直流母線電源的正極VCC；第五開關管Q5的E極、第六開關管Q6的E極、第七開關管Q7的E極、第八開關管Q8的E極、第五續流二極管D5的正極、第六續流二極管D6的正極、第七續流二極管D7的正極、第八續流二極管D8的正極接直流母線電源的地極GND；第一開關管Q1的E、接口A1接第五續流二極管D5的負極；第一續流二極管D1的正極、接口A2接第五開關管Q5的C極；第二開關管Q2的E極、接口B1接第六續流二極管D6的負極；第二續流二極管D2的正極接口B2接第六開關管Q6的C極；第三開關管Q3的E極、接口C1接第七續流二極管D7的負極；第三續流二極管D3的正極、接口C2接第七開關管Q7的C極；第四開關管Q4的E極、接口D1接第八續流二極管D8的負極；第四續流二極管D4的正極、接口D2接第八開關管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、穩壓二極管D9、發光二極管D10；