[实用新型]电动驱动装置、电动驱动系统以及电动设备

说明书

技术领域

本实用新型属于电机领域，特别涉及一种电动驱动装置、包含该电动驱动装置的电动驱动系统以及电动设备。

背景技术

我国作为制造业大国，随着经济社会的发展，在资源环境、人力成本等多方面受到的制约会越来越多，我国制造业正面临着产业转型、升级换代的严峻挑战。实现制造业的升级，必然需要发展先进的高端装备制造业。与国际先进技术水平相比，我国在这一领域仍然存在一定差距。研究高性能电动驱动装置，有利于支持和促进我国这一领域的发展进步。

在高性能电动驱动装置中，为了获得更快的动态响应、更好的稳态性能，增加电流负反馈控制，即、在控制转速或转矩的同时对流经电机绕组的线电流进行控制。在数字控制系统中，由于功率变换器、驱动器、控制器和传感器等并不是连续的模拟系统，存在死区、时滞、不确定性、扰动和非线性等一系列影响因素，导致了线电流的变化不是连续的，存在电流最小变化量。而电机电流的最小变化量进一步影响了稳态性能的优劣。

在如图2所示的三相电动驱动装置中，电机的线电流是由功率变换器提供的，功率变换器中每相的上下桥臂都是由多个功率开关管并联组成的，每个功率开关管均存在输出电流最小变化量，所以电机的线电流的最小变化量是多个并联功率开关管的输出电流最小变化量的总和。

在电动驱动装置中，功率越大，电流分辨率也越大。这个问题严重影响了大功率的电动设备，如高速电梯、数控机床、电驱动列车、电动汽车和电动飞行器的性能。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种具有进制式结构的电动驱动装置、电动驱动系统以及电动设备。

<结构一>

本实用新型提供了一种电动驱动控制装置，设置在电动设备中，用于驱动电动设备内的多相电机，多相电机具有(i+j)个相互独立且参数相同的多相绕组单元，包括：直流电源，具有与多相电机的额定线电压相对应的恒定电压，用于提供与多相电机的额定线电流相对应的线电流；指令发送部，发送与多相电机输出的转速或转矩的值相对应的指令信号；电流传感器，检测多相绕组单元的线电流值，并发送对应的电流反馈信号；输出传感器，检测多相电机输出的转速或转矩，并发送对应的输出反馈信号；控制器，根据指令信号、电流反馈信号和输出反馈信号计算并输出运行控制信号以及电机控制信号；驱动器，在运行控制信号作用下进入工作状态或停止状态，在工作状态下根据电机控制信号产生驱动信号；以及功率变换器，在驱动信号的作用下将直流电转换为多相电机需要的线电流，其特征在于：其中，功率变换器具有与(i+j)个多相绕组单元一一对应连接的(i+j)个相互独立且参数相同的功率变换单元，控制器包含至少两个独立输出电机控制信号的控制单元，驱动器具有(i+j)个相互独立且参数相同的驱动单元，分别与(i+j)个功率变换单元相连接，i个驱动单元接收一个控制单元输出的电机控制信号，j个驱动单元接收其他的控制单元输出的电机控制信号，j为大于1的正整数，i为1。

在本实用新型提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，当功率变换单元的单个功率变换电路正常输出的最大连续工作电流有效值为I₁，多相电机的最大线电流有效值为I_N时，多相绕组单元的个数j满足下述条件：

(i+j)＞I_N÷I₁，

其中，j为大于1的正整数，i为1。

在本实用新型提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，多相电机为异步电机、同步电机、开关磁阻电机、无刷直流电机中的任意一种，多相电机绕组的并绕根数能被多相绕组单元的个数(i+j)整除，多相电机绕组和多相绕组单元的绕组相数、绕组相序、绕组匝数、绕组连接方式和额定电压相同。

在本实用新型提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，直流电源为电池组或整流电源。

在本实用新型提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，功率变换单元是由至少一个智能功率模块构成的或者包含多个类型和参数相同的功率开关管，功率开关管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、电力双极型晶体管和门极换流晶闸管中的任意一种。

<结构二>