[发明专利]安全装置和电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机，尤其涉及用于提高采用永磁体激励的电机的运行可靠性的安全装置。

背景技术

永磁同步电机以其优良的特性(例如，体积小、运行效率高、功率因数高等)越来越广泛地应用到各个领域，因此对永磁同步电机及其控制系统运行的可靠性要求也越来越高。

由于永磁同步电机采用永磁体励磁，所以运转中即使断开外部控制电源，永磁同步电机的各个相绕组中仍存在较大的绕组感应电势。在这种情况下，当永磁同步电机各个相绕组之间发生短路(特别是绕组首端相间短路)故障时，其短路电流很大，造成永磁同步电机严重发热甚至可能造成永磁体永久去磁的危险。目前采用半桥逆变器供电的主电路拓扑无法解决永磁同步电机相绕组之间的短路所造成的危险，因为即使停止了半桥逆变器向永磁同步电机中发生短路的相绕组供电，永磁同步电机中发生短路的相绕组中产生的感应电势仍然可以通过短路相首首相连和尾尾相连形成很大的短路电流。

发明内容

考虑到上述问题，本发明的一个目的在于提供一种安全装置，其可以提高采用永磁体激励的电机的运行可靠性。

本发明的另一个目的在于提供一种采用永磁体激励的具有该安全装置的电机。

按照本发明实施例的一种安全装置，包括：双向可控开关组，其串联在采用永磁体激励的电机中的多个相绕组的尾端；控制器，用于当所述多个相绕组中的任意两个相绕组之间发生短路时，输出用于切断所述两个相绕组的其中一个相绕组的电信号；以及，驱动电路，其与所述双向可控开关组和所述控制器连接，用于当收到来自所述控制器的所述电信号时，驱动所述双向可控开关组中串联在所述其中一个相绕组的尾端的双向可控开关断开，以切断所述其中一个相绕组与所述多个相绕组中的其它相绕组的连接。

按照本发明实施例的一种采用永磁体激励的电机，包括：永磁体；多个相绕组；双向可控开关组，其串联在所述多个相绕组的尾端；控制器，用于当所述多个相绕组中的任意两个相绕组之间发生短路时，输出用于切断所述两个相绕组的其中一个相绕组的电信号；以及，驱动电路，其与所述双向可控开关组和所述控制器连接，用于当收到来自所述控制器的所述电信号时，驱动所述双向可控开关组中串联在所述其中一个相绕组的尾端的双向可控开关断开，以切断所述其中一个相绕组与所述多个相绕组中的其它相绕组的连接。

由于在采用永磁体激励的电机的相绕组的尾端串联了双向可控开关，并当任意两个相绕组之间发生短路时，该两个相绕组的其中一个相绕组的尾端所串联的双向可控开关被驱动断开，因此，切断了该其中一个相绕组与其它相绕组的连接，从而提高了采用永磁体激励的电机的运行可靠性。

附图说明

本发明的其它特征、特点、优点和益处将通过以下结合附图的详细描述变得更加显而易见。其中：

图1示出了按照本发明第一实施例的安全装置的示意图；

图2其示出了按照本发明一个实施例的子驱动电路的示意图；

图3示出了按照本发明另一实施例的子驱动电路的示意图；

图4a示出了按照本发明一个实施例的四相永磁同步电机的四个相绕组的空间分布示意图；

图4b示出了按照本发明一个实施例的四相永磁同步电机的剩余相绕组的空间分布示意图；以及

图5示出了按照本发明又一实施例的子驱动电路的示意图。

具体实施方式

下面，将结合附图以四相永磁同步电机为例来详细描述本发明的各个实施例。

(第一实施例)

在本实施例中，四相永磁同步电机包括永磁体、四个相绕组和安全装置。

现在参考图1，其示出了按照本发明第一实施例的安全装置的示意图。如图1所示，安全装置10包括双向可控开关组100、驱动电路200和控制器300。

其中，双向可控开关组100包括三个双向可控开关k_B、k_C和k_D，其串联在该四相永磁同步电机的三个相绕组的尾端。其中，双向可控开关k_B串联在B相绕组的尾端，双向可控开关k_C串联在C相绕组的尾端，以及双向可控开关k_D串联在D相绕组的尾端。