[发明专利]电动驱动装置、斩波电路、直流电机以及电动设备

权利要求书

1.一种直流电动驱动装置，设置在电动设备中，用于驱动所述电动设备，包括：

直流电机，具有额定电压以及额定电流；

直流电源，具有与所述额定电压相对应的恒定电压的电源，用于提供与所述额定电流相对应的电压恒定的直流电；

斩波电路，根据控制信号将该直流电转换为电压可控的直流电并提供给所述直流电机；以及

主磁极，为所述直流电机提供工作磁场，

其特征在于：

其中，所述直流电机具有2j个相互独立并且由m个绕组组成的电枢绕组支路、与所述绕组连接的2j×m个换向片、分别与所述直流电机的两组电源线连接并且与所述换向片相接触的2组电刷组，每个电刷组包含j个相互独立的电刷，

所述斩波电路具有与所述2组电刷组分别相对应的2个桥臂部，每个桥臂部包含与j个所述电刷一一对应的桥臂单元，

每个所述桥臂单元含有一个斩波桥臂以及与该斩波桥臂反向并联连接的续流二极管，向对应的所述电刷提供线电流，

所述斩波桥臂包含了两个串联连接的半导体开关元件，每个所述半导体开关元件与一个所述续流二极管反向并联连接，

所述j和所述m均为不小于2的正整数。

2.根据权利要求1所述的直流电动驱动装置，其特征在于：

其中，所述斩波电路为桥式可逆斩波电路或单极性斩波电路。

3.根据权利要求1所述的直流电动驱动装置，其特征在于，还包括：

控制器，

其中，每个所述斩波桥臂含有相互串联连接的上桥臂半导体开关元件以及下桥臂半导体开关元件，

所述上桥臂半导体开关元件以及所述下桥臂半导体开关元件分别反向并联连接一个所述续流二极管，

所述上桥臂半导体开关元件和所述下桥臂半导体开关元件具有相同的预定最大输出电流，

所述控制器根据所述上桥臂半导体开关元件和所述下桥臂半导体开关元件之间的预定工作周期、以及根据与所述上桥臂半导体开关元件或者所述下桥臂半导体开关元件在相应的工作时间内的导通电流相对应的脉冲信号，向所述斩波电路提供所述控制信号。

4.根据权利要求3所述的直流电动驱动装置，其特征在于：

其中，当所述上桥臂半导体开关元件以及所述下桥臂半导体开关元件的最大输出电流为I₁，所述直流电机的所述额定电流为I_N时，

所述电枢绕组支路的个数2j满足下述条件：

j＞I_N÷I₁。

5.根据权利要求3所述的直流电动驱动装置，其特征在于：

其中，所述电枢绕组支路独立安装在一个电枢或多个电枢上，

所述电枢为所述直流电机的转子，

所述上桥臂半导体开关元件或所述下桥臂半导体开关元件为全控型器件，该全控型器件为电力场效应晶体管、门极可关断晶闸管、集成门极换流晶闸管、绝缘栅双极型晶体管以及电力双极型晶体管中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的直流电动驱动装置，其特征在于：

其中，所述直流电源为电池或交流电源经整流滤波后得到的直流电源。

7.根据权利要求1所述的直流电动驱动装置，其特征在于：

其中，所述电枢绕组的连接方式是叠绕组，

所述主磁极是永磁铁、他励、串励、并励或复励。

8.一种斩波电路，与具有额定电压以及额定电流并且含有2j个相互独立的电枢绕组支路、2j×m个换向片以及2j个电刷的直流电机，以及具有恒定电压并且用于提供与所述额定电流相对应的直流电的直流电源分别相连接，用于根据控制信号将恒定电压的所述直流电转换为电压可控的直流电并提供给所述直流电机，其特征在于，包括：

与所述2j个电刷分别相对应的2j个桥臂单元，

其中，每个所述桥臂单元含有一个斩波桥臂以及与该斩波桥臂反向并联连接的续流二极管，向对应的所述电刷提供线电流，所述j和所述m均为不小于2的正整数。