[發(fā)明專利]電動驅(qū)動裝置、斬波電路、直流電機(jī)以及電動設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611236236.0
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106602947B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金愛娟;李少龍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: H02P7/292
• 分類號: H02P7/292;H02M3/155;H02K23/36;H02K11/33
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉;黃貞君

1.一種直流電動驅(qū)動裝置，設(shè)置在電動設(shè)備中，用于驅(qū)動所述電動設(shè)備，包括：

直流電機(jī)，具有額定電壓以及額定電流；

直流電源，具有與所述額定電壓相對應(yīng)的恒定電壓的電源，用于提供與所述額定電流相對應(yīng)的電壓恒定的直流電；

斬波電路，根據(jù)控制信號將該直流電轉(zhuǎn)換為電壓可控的直流電并提供給所述直流電機(jī)；以及

主磁極，為所述直流電機(jī)提供工作磁場，

其特征在于：

其中，所述直流電機(jī)具有2j個(gè)相互獨(dú)立并且由m個(gè)繞組組成的電樞繞組支路、與所述繞組連接的2j×m個(gè)換向片、分別與所述直流電機(jī)的兩組電源線連接并且與所述換向片相接觸的2組電刷組，每個(gè)電刷組包含j個(gè)相互獨(dú)立的電刷，

所述斬波電路具有與所述2組電刷組分別相對應(yīng)的2個(gè)橋臂部，每個(gè)橋臂部包含與j個(gè)所述電刷一一對應(yīng)的橋臂單元，

每個(gè)所述橋臂單元含有一個(gè)斬波橋臂以及與該斬波橋臂反向并聯(lián)連接的續(xù)流二極管，向?qū)?yīng)的所述電刷提供線電流，

所述斬波橋臂包含了兩個(gè)串聯(lián)連接的半導(dǎo)體開關(guān)元件，每個(gè)所述半導(dǎo)體開關(guān)元件與一個(gè)所述續(xù)流二極管反向并聯(lián)連接，

所述j和所述m均為不小于2的正整數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電動驅(qū)動裝置，其特征在于：

其中，所述斬波電路為橋式可逆斬波電路或單極性斬波電路。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電動驅(qū)動裝置，其特征在于，還包括：

控制器，

其中，每個(gè)所述斬波橋臂含有相互串聯(lián)連接的上橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件以及下橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件，

所述上橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件以及所述下橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件分別反向并聯(lián)連接一個(gè)所述續(xù)流二極管，

所述上橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件和所述下橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件具有相同的預(yù)定最大輸出電流，

所述控制器根據(jù)所述上橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件和所述下橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件之間的預(yù)定工作周期、以及根據(jù)與所述上橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件或者所述下橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件在相應(yīng)的工作時(shí)間內(nèi)的導(dǎo)通電流相對應(yīng)的脈沖信號，向所述斬波電路提供所述控制信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流電動驅(qū)動裝置，其特征在于：

其中，當(dāng)所述上橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件以及所述下橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件的最大輸出電流為I₁，所述直流電機(jī)的所述額定電流為I_N時(shí)，

所述電樞繞組支路的個(gè)數(shù)2j滿足下述條件：

j＞I_N÷I₁。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流電動驅(qū)動裝置，其特征在于：

其中，所述電樞繞組支路獨(dú)立安裝在一個(gè)電樞或多個(gè)電樞上，

所述電樞為所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子，

所述上橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件或所述下橋臂半導(dǎo)體開關(guān)元件為全控型器件，該全控型器件為電力場效應(yīng)晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管、集成門極換流晶閘管、絕緣柵雙極型晶體管以及電力雙極型晶體管中的任意一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電動驅(qū)動裝置，其特征在于：

其中，所述直流電源為電池或交流電源經(jīng)整流濾波后得到的直流電源。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電動驅(qū)動裝置，其特征在于：

其中，所述電樞繞組的連接方式是疊繞組，

所述主磁極是永磁鐵、他勵(lì)、串勵(lì)、并勵(lì)或復(fù)勵(lì)。

8.一種斬波電路，與具有額定電壓以及額定電流并且含有2j個(gè)相互獨(dú)立的電樞繞組支路、2j×m個(gè)換向片以及2j個(gè)電刷的直流電機(jī)，以及具有恒定電壓并且用于提供與所述額定電流相對應(yīng)的直流電的直流電源分別相連接，用于根據(jù)控制信號將恒定電壓的所述直流電轉(zhuǎn)換為電壓可控的直流電并提供給所述直流電機(jī)，其特征在于，包括：

與所述2j個(gè)電刷分別相對應(yīng)的2j個(gè)橋臂單元，

其中，每個(gè)所述橋臂單元含有一個(gè)斬波橋臂以及與該斬波橋臂反向并聯(lián)連接的續(xù)流二極管，向?qū)?yīng)的所述電刷提供線電流，所述j和所述m均為不小于2的正整數(shù)。