[發明專利]同步電機驅動電路

有效

• 申請號: 201410404474.2
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN107634683B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 李越;孫持平;劉寶廷;王恩暉;信飛;楊圣騫;楊修文;崔艷云;黃淑娟
• 申請（專利權）人: 德昌電機（深圳）有限公司
• 主分類號: H02P6/17
• 分類號: H02P6/17
• 代理公司: 深圳市德力知識產權代理事務所 44265
• 代理人: 林才桂

本發明的實施例提供一種同步電機驅動電路，包括：與一外部交流電源串聯于第一、第二節點之間的定子繞組；可控雙向交流開關；與雙向交流開關并聯于第一、第二節點之間的交流?直流轉換電路，交流?直流轉換電路在可控雙向交流開關導通時由于第一、第二節點被短路而無電流流過；位置傳感器，用于檢測永磁轉子的磁極位置；以及開關控制電路，被配置為依據位置傳感器檢測的轉子磁極位置信息和外部交流電源的極性信息，控制可控雙向交流開關以預定方式在導通與截止狀態之間切換，使定子繞組在電機起動階段僅沿著起動方向拖動轉子。本發明能夠較大幅度地提高電能利用效率。

技術領域

本發明涉及永磁同步電機的驅動電路，尤其適合于使用該電機驅動小功率負載(如小功率風扇、水泵等)的應用中。

背景技術

同步電機在起動過程中，定子的電磁體產生交變磁場，并拖動永磁轉子發生振蕩，如果轉子獲得足夠動能，轉子的振蕩幅度將不斷增加，最終使轉子的旋轉迅速加速至與定子的交變磁場同步。傳統同步電機，為確保起動，電機的起動點設置通常較低，導致電機無法在工作點上運行，因此效率較低。另一方面，由于交流電的特性以及永磁轉子停止位置不固定，無法保證轉子每次起動都沿同一個方向定向旋轉，因此，在風扇、水泵等應用中，受轉子驅動的葉輪通常采用直型徑向葉片，導致風扇、水泵等本身的運行效率也較低。

圖1示出現有技術中一種同步電機驅動電路，可使轉子每次起動均沿同一個期望方向旋轉。該電路中，電機定子繞圈1與雙向可控硅T串聯在交流電源V_M的兩端M、N之間，轉換電路DC將交流電源轉換為直流電并供給位置傳感器H。位置傳感器檢測電機轉子的磁極位置，其輸出信號V_h連接到開關控制電路PC用以對雙向可控硅T進行控制。圖2示出該驅動電路的波形圖。從圖中可以看出，在該驅動電路中，無論雙向可控硅T導通還是關斷，交流電源始終給轉換電路DC供電使轉換電路DC持續輸出并給位置傳感器H供電(參見圖2中的V_H信號)。在小功率應用場合，若交流電源是二百多伏的商業用電，轉換電路DC中兩個電阻R2、R3所消耗的電能比電機本身消耗的電能還要多。

發明內容

本發明的實施例提供一種同步電機驅動電路，所述同步電機包括定子和可相對定子旋轉的永磁轉子，所述定子包括定子磁芯及纏繞于定子磁芯上的定子繞組，所述定子與永磁轉子之間形成不均勻氣隙，使所述永磁轉子在靜止時其極軸相對于定子的極軸偏移一個角度，以保證所述定子繞組每次通電時所述轉子具有固定的起動方向。所述驅動電路包括：與一外部交流電源串聯于第一、第二節點之間的定子繞組；可控雙向交流開關；與所述雙向交流開關并聯于所述第一、第二節點之間的交流-直流轉換電路；所述交流-直流轉換電路在所述可控雙向交流開關導通時由于所述第一、第二節點被短路而無電流流過；位置傳感器，用于檢測所述永磁轉子的磁極位置；以及開關控制電路，被配置為依據所述位置傳感器檢測的轉子磁極位置信息和所述外部交流電源的極性信息，控制所述可控雙向交流開關以預定方式在導通與截止狀態之間切換，使所述定子繞組在電機起動階段僅沿著所述起動方向拖動所述轉子。

本發明實施例中，利用三端雙向晶閘管在導通后即使無驅動電流也可保持導通的特點，避免交流-直流轉換電路中的電阻在三端雙向晶閘管導通后仍然耗電，因此能夠較大幅度地提高電能利用效率。

附圖說明

附圖中：

圖1示出現有技術中一種同步電機驅動電路；

圖2示出圖1中驅動電路的波形圖；

圖3示意性地示出本發明中的同步電機；

圖4示出本發明的同步電機驅動電路的結構框圖；

圖5示出依據本發明一實施例的同步電機驅動電路；

圖6示出圖5中驅動電路的波形圖；

圖7至圖10分別示出依據本發明其他實施例的同步電機驅動電路。