[實用新型]一種三相電機驅動電路

有效

• 申請號: 201720228805.0
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN206533309U
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 劉振韜
• 申請（專利權）人: 劉振韜
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00
• 代理公司: 深圳市惠邦知識產權代理事務所44271
• 代理人: 滿群

技術領域

本實用新型涉及三相電機，具體涉及一種三相電機驅動電路。

背景技術

中國實用新型“一種多相交流電機結構及其驅動電路”，專利號201620230492.8，公開了定子線圈單元由二組以上的由各自全橋逆變器驅動的相互隔斷不電連接的定子線圈組成的結構，這種多相交流電機結構及其驅動電路，啟動和調速均無需額外電路，且噪音低，功耗小。但是由于正弦波值區間為[-1,1],所以需要有正反方向的驅動信號到定子線圈，因此它只能由全橋逆變器驅動，這大大增加了交流電機的成本。

另一方面，傳統的三相直流電機其相線圈繞組一般采用星型接法，三個相線圈繞組具有公共端點,這樣每組線圈不獨立，相互牽制，采用半橋逆變器驅動線圈時，驅動電流信號流入一組線圈，從另兩組線圈中的任一組流出，這種情況下，逆變器輸出的只能是類似正弦的電壓或電流，而這種電壓或電流用來驅動的直流無刷馬達會導致多的功耗和可聽見的噪音。

實用新型內容

實用新型內容

本實用新型需要解決的技術問題是，如何提供一種三相電機驅動電路，啟動電路結構簡單、調速方便且成本低。

本實用新型的上述技術問題這樣解決，構建一種三相電機驅動電路，包括定子線圈單元及其驅動模塊，其特征在于，所述驅動模塊包括定子線圈控制模塊、半橋逆變器單元和用于檢測定子線圈單元電流的電流檢測單元；所述半橋逆變器單元由三個半橋逆變器組成，所述電流檢測單元由三個電流檢測子單元組成，所述定子線圈單元由三個由各自半橋逆變器驅動的相互電隔斷的定子線圈組成，所述半橋逆變器、電流檢測子單元與所述定子線圈一一對應。

按照本實用新型提供的驅動電路，所述定子線圈控制模塊是FPGA(Field－Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)或其他具有類似功能的芯片(IC)。

按照本實用新型提供的驅動電路，所述定子線圈控制模塊包括用于根據定子線圈電流檢測結果獲取當前旋轉坐標系的位置矢量夾角θ的反饋回路單元和與該反饋回路電連接的將旋轉坐標系的位置矢量夾角θ調制成由半橋逆變器輸出的PWM信號的數字驅動單元。

按照本實用新型提供的驅動電路，旋轉坐標系的位置矢量夾角θ是指定子轉子經過克拉克變換和派克變換后的旋轉坐標系的位置矢量夾角，取值范圍是0-360度。

按照本實用新型提供的驅動電路，該三相電機驅動電路還包括與所述定子線圈控制模塊電連接的電機控制器。

按照本實用新型提供的驅動電路，所述三相電機是交流電機或直流電機。

本實用新型提供的三相電機驅動電路，突破常規定子線圈星型或三角形接法，與現有技術相比，具有以下優勢：

1、啟動和調速均無需額外電路，噪音低，功耗小；

2、算法簡單，實現所有的繞組全部用平滑的純正弦波來驅動；

3、每個繞組使用半橋逆變器，大大降低了產品成本。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施例進一步對本實用新型進行詳細說明。

圖1是本實用新型優選實施例的三相電機結構中的獨立定子線圈連接方式示意圖；

圖2是與圖1所示三相電機結構對應的驅動電路的電路結構示意圖；

圖3是圖1中任一相的半橋逆變器驅動電路結構示意圖；

圖4是傳統三相電機結構對應的驅動原理方框示意圖；

圖5是磁場定向坐標轉換原理示意圖；

圖6是傳統三相電機結構對應磁場定向坐標轉換后的驅動信號示意圖。

具體實施方式

本實用新型優選實施例的三相電機，電機定子結構如圖1，配置了三組沒有公共端點的獨立的定子線圈，互不干擾，轉子和普通三相電機無異。

定子部分驅動系統框圖如圖2，半橋逆變器單元使用三個半橋逆變器驅動三相電機，某一相的半橋逆變器驅動電路結構圖如圖3。

按照這種結構設計的電機，可以實現定子線圈單元中所有的定子線圈都用平滑的純正弦波來驅動，使電機的定子線圈具有最小電力諧波，達到最大的驅動效率。另外，該電機使用了一個功能強大的高速FPGA同時驅動三個半橋逆變器。FPGA由電機控制器控制，FPGA內部包括數字驅動單元和反饋回路單元，反饋回路單元的輸入為每組定子線圈的電流信號，按正弦波算法計算后能夠得到給每組定子線圈半橋逆變的驅動信號。