[发明专利]一种方波电机控制系统及采用其的方波电机

说明书

本发明属于电力电子技术及电机驱动控制技术领域，尤其涉及一种方波电机控制系统及采用其的方波电机。方波电机控制系统包括驱动装置和控制器，所述驱动装置包括直流电源和逆变装置，逆变装置的直流侧分别与直流电源的正负极连接，交流侧与电机连接；所述逆变装置包括全桥逆变电路，并且在每个桥路的下半桥臂各串联有一个用于检测对应桥臂电流的采样电阻；在一个调制区间内，控制器采用两两导通的模式使上桥臂功率管调制、下桥臂功率管恒通的驱动信号控制逆变器；所述控制器包括与采样电阻连接的电流采样电路。本发明实现了简化方波电机控制系统的结构，使控制器结构简单、体积小，降低成本。

技术领域

本发明属于电力电子技术及电机驱动控制技术领域，尤其涉及一种方波电机控制系统及采用其的方波电机。

背景技术

方波电机控制系统由电机本体、逆变电路、位置传感器、控制器组成。方波电机的定子为多相绕组，一般为三相、四相、五相、六相不等。转子为具有一定极对数的弧形稀土永磁体，气隙磁密呈梯形分布。位置传感器安装在电机的轴上，它的作用是检测方波电机转子的位置，逆变器开关管的导通与关断由位置传感器检测的转子位置信号决定，对于方波电机，位置传感器只需要在转子换相的位置有触发信号。一般采用霍尔位置传感器检测转子位置。逆变电路是方波电机实现电子换相的关键，主要由功率电子器件组成。逆变电路根据转子位置传感器的信号使相应的功率开关管开通，控制电机定子绕组电流的方向，使转子始终能够受力旋转。

方波电机相对于传统交流电机具有较大的起动转矩，使电机能够快速起动并且效率高，输出转矩大等优点。方波电机可以应用的范围很广，如电动汽车、船舶、家用电器、起重机等领域。对方波电机的调速可以采用调压调速，使方波电机不仅调速方便，而且具有较大的调速范围，方波电机的电磁转矩与相电流为线性关系，相电流的平稳程度直接影响到电机电磁转矩的稳定性，进而影响电机运行的稳定性。传统的方波电机控制系统都采取电流传感器检测三相相电流值，从而导致控制器的价格高，控制器的结构复杂。

传统的三相方波电机是工作在六步方波驱动状态，即两相通电60°电角度换向一次的工作状态，每次换相都会产生换相转矩脉动，这种脉动也会产生噪声。传统的三相方波电机每经过360°电角度会产生六次转矩脉动。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种方波电机控制系统，能够解决现有方波电机控制系统繁琐的问题，控制器体积大，成本高的问题。

本发明的另一个目的在于，提供一种方波电机，其采用如以上所述的方波电机控制系统。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种方波电机控制系统，其包括驱动装置和控制器，驱动装置包括直流电源和逆变装置，逆变装置的直流侧分别与直流电源的正负极连接，交流侧与电机连接；

所述逆变装置包括全桥逆变电路，并且在每个桥路的下半桥臂各串联有一个用于检测对应桥臂电流的采样电阻；

在一个调制区间内，控制器采用两两导通的模式使上桥臂功率管调制、下桥臂功率管恒通的驱动信号控制逆变器；

所述控制器包括与采样电阻连接的电流采样电路。

优选的，所述逆变装置为三相全桥逆变电路，其包括三个桥臂，每个桥臂包括两个串联的功率开关管，并且每个功率开关管均反并联一个二极管。

优选的，所述采样电阻为毫欧级别的电阻。

优选的，在某一相的非换相区间内控制器采用给定桥臂电流峰值控制策略对此相对应的两个桥臂的功率管进行控制，该相对应的两个桥臂为第一桥臂和第二桥臂；

若采样桥臂电流小于给定桥臂电流时，导通该相第一桥臂的上桥臂功率管和第二桥臂的下桥臂功率管；