[发明专利]一种磁悬浮反作用飞轮电机控制系统

权利要求书

1.一种磁悬浮反作用飞轮电机控制系统包括：隔离驱动电路(4)、以DSP为核心的控制器(1)、转速检测环节(2)、电流检测环节(3)、功率放大电路(5)、谐振式软开关控制电路(6)、三相永磁无刷直流电机(7)，其特征在于：所述的隔离驱动电路(4)采用分立元件构成，主要包括：原边倍压整流电路(12)、推挽电路(13)、脉冲变压器(14)、副边倍压整流电路(15)、高通滤波电路(16)、放电三极管(19)，以DSP为核心的控制器(1)的捕获单元模块对电动机转子位置传感器信号进行捕获得到当前转子的位置，并由PWM波形发生模块产生九路PWM驱动信号，原边倍压整流电路(12)接收PWM驱动信号将驱动信号整流产生单极性PWM驱动信号；推挽电路(13)接收经原边倍压整流电路(12)整流后的PWM驱动信号，将其驱动功率增大；脉冲变压器(14)接收推挽电路(13)增大功率后的PWM驱动信号，经脉冲变压器(14)隔离变为副边驱动信号；副边倍压整流电路(15)接收经隔离后的驱动信号，将隔离后的驱动信号整流；高通滤波电路(16)接收整流后的驱动信号，滤除附加在整流后的驱动信号上的低频噪声；经滤波后的驱动信号用以控制放电三极管(19)的开通与关断。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮反作用飞轮电机控制系统，其特征在于：所述的隔离驱动电路(4)还包括：去反冲二极管(17)和去耦电容(18)，所述的去反冲二极管(17)与副边倍压整流电路(15)相连，用于消除脉冲变压器副边对原边的干扰，所述的去耦电容(18)与去反冲二极管(17)相连，用于消除高频交流耦合信号的影响。

3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮反作用飞轮电机控制系统，其特征在于：所述的原边倍压整流电路(12)和副边倍压整流电路(15)分别由一个电容和一个二极管组成。

4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮反作用飞轮电机控制系统，其特征在于：所述的电容的取值大小决定电容的充放电时间，范围为10⁴pF～10⁵pF；所述的二极管根据额定电压选取，当驱动电路的三极管开通时二极管承受的反向电压为额定电压15V，二极管能承受的反向耐压值应为额定电压的1.8～2.5倍。

5.根据权利要求1或2所述的一种磁悬浮反作用飞轮电机控制系统，其特征在于：所述的推挽电路(13)由NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2组成，两管的基极和发射极相互连接在一起。

6.根据权利要求5所述的一种磁悬浮反作用飞轮电机控制系统，其特征在于：所述的三极管Q1或Q2根据信号的调制频率选取，调制频率一般为1Hz-1MHz，要求三极管Q1、Q2的开关频率要高于调制信号的频率。

7.根据权利要求1或2所述的一种磁悬浮反作用飞轮电机控制系统，其特征在于：所述的脉冲变压器(14)的LC电路电容电感值根据调制频率的选取，其调制频率f=12πLC,]]>变压器匝数比为1∶1。

8.根据权利要求1或2所述的一种磁悬浮反作用飞轮电机控制系统，其特征在于：所述的高通滤波电路(16)以进入倍压整流电路的驱动信号的幅值衰减-3dB频率为截止频率，高通滤波电路的电阻、电容值根据截止频率的限制确定。