[發明專利]永磁同步電機自舉電容充電控制裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201811428061.2
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109546916A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 孫家廣;黃志飛
• 申請（專利權）人: 東莞市深鵬電子有限公司
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00;H02P25/022;H02P27/06
• 代理公司: 東莞市科安知識產權代理事務所(普通合伙) 44284
• 代理人: 危禎

本發明涉及一種永磁同步電機自舉電容充電控制裝置，應用于直流電機或三相逆變電源上，永磁同步電機自舉電容充電控制裝置包括直流電源和三相橋臂驅動電路，所述三相橋臂驅動電路包括U、V、W三個并聯連接的驅動電路和電流采樣電路。通過采樣電阻檢測每一相對自舉電容充電過程中的母線電流并判斷對每一相充電的母線電流與每一相啟動設定電流相比并按U、V、W三相順序逐一控制驅動電路中的第一開關元件和第二開關元件導通給各自的自舉電容充電來驅動電機運行。該自舉電容充電控制裝置不僅精簡了硬件資源，還保證自舉電容的工作可靠性，確保電機的正常運行，避免了自舉電容充電過程中的時間的浪費以及避免了充電電流過大導致損壞電機問題的發生。

技術領域

本發明涉及永磁同步電機技術領域，具體地，涉及一種永磁同步電機自舉電容充電控制裝置，還涉及了一種基于所述永磁同步電機自舉電容充電控制裝置上的自舉電容充電控制方法。

背景技術

永磁同步電機是由永磁體勵磁產生同步旋轉磁場的同步電機，永磁體作為轉子產生旋轉磁場，三相定子繞組在旋轉磁場作用下通過電樞反應，感應三相對稱電流。而直流永磁同步電機具有高功率密度、高效率、體積小和結構簡單等特點，尤其使用矢量無位置傳感器控制方案后，對于直流水泵等產品的應用，更是省略了傳感器安裝的復雜工藝且具備更高的可靠性。

現有技術中電機的控制器硬件電路包括控制單元、信號采集電路、驅動電路和電源，驅動電路是由三相橋臂、驅動芯片及外圍充電電路組成，而外圍充電電路則包含自舉電容和自舉二極管等元件，電機上電是通過驅動電路中的開關元件來開啟的，為保證電機上電可以正常啟動，必須確保電機驅動電路中三相橋臂的開關元件可以正常動作。由于驅動電路中上橋臂的開關元件為懸浮狀態，必須對自舉電容進行充電以抬高開啟電壓，才能確保上橋臂的開關元件有效開通從而確保電機正常啟動。而自舉電容的電壓會影響到功率管的導通電阻及電機效率，因此需要將自舉電容電壓維持在合理范圍內。考慮到漏電等影響，自舉電容通常采用需要定時或不定時的脈沖進行充電。目前為了使得電機可靠運行，往往采用足夠寬的脈沖信號對自舉電容定期充電，這會降低電機母線電壓的利用率，縮小電機的工作區間。

如中國知識產權局在2015年12月23日公開了公告號為CN105186936A的“一種無刷電機自舉電容智能充電裝置及方法”的發明專利，該專利的技術方案解決了上述的技術問題，但是需要外部增加硬件檢測電路的設計，此方案不僅增加了生產成本，而且對于電機控制器中的PCB也不實用，同時還無法避免驅動電路在自舉電容充電過程中的充電電流過大而誤觸發保護或者損壞電器元件，導致電機損壞。

在2010年6月23日中國知識產權局公開了公告號為CN101753007B的“具有能量補充電路的H橋電路及其控制方法”，該專利的技術方案雖然能通過單橋臂結構的H橋電路檢測自舉電容兩端壓降實現對自舉電容充電飽和的檢測，即是增加電壓檢測電路檢測自舉電容兩端壓降實現對自舉電容充電飽和的檢測，并與硬件搭建的基準電壓比較來調節開通占空比解決自舉電容的電壓不足的情況下，采用技術方案中的輔助電路為自舉電路提供能量的補充，確保驅動電路驅動開關電源工作，但不能驅動電機運行，但是不能避免驅動電路在自舉電容充電過程中的充電電流過大而誤觸發保護或者損壞電器元件，導致電機損壞。

因此，需提供一種永磁同步電機自舉電容充電控制裝置，以解決現有技術的不足。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種永磁同步電機自舉電容充電控制裝置，應用于電機上，通過采樣電阻檢測的自舉電容中充電電流進行判斷，同時按U、V、W三相順序導通驅動電路中的開關元件逐一給各自的自舉電容充滿電來驅動電機運行。該自舉電容充電控制裝置不僅精簡了硬件資源，還保證自舉電容的工作可靠性，確保電機的正常運行，還避免了自舉電容充電過程中的時間的浪費以及避免了充電電流過大導致損壞電機問題的發生。

本發明的技術方案如下：