[发明专利]永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器及控制方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器，由单相整流电路、功率解耦电路和三相逆变电路依次串接组成，其特征是：功率解耦电路由第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一薄膜电容、第二薄膜电容和电感组成；单相整流电路的输出正极与第一二极管的阳极连接，单相整流电路的输出负极同时与第一薄膜电容的负极、第二开关管的发射极、第二薄膜电容的负极、三相逆变电路的输入负极连接；第一开关管的发射极与电感的一端、第一二极管的阴极连接，第一开关管的集电极与第一薄膜电容的正极、第二二极管的阴极连接；第二开关管的集电极与电感L的另一端连接，同时与第二二极管和第三二极管的阳极连接；第三二极管的阴极与第三开关管的集电极连接，第三开关管的发射极和第二薄膜电容的正极连接，同时与三相逆变电路的输入正极连接。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器，其特征是：电网输出功率大于永磁同步电机的输入功率时，功率解耦电路吸收电网多余能量，第一薄膜电容充电；电网输出功率小于永磁同步电机的输入功率时，功率解耦电路放电释放能量。

3.根据权利要求1所述的永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器，其特征是：第一开关管、第二开关管、第三开关管的发射极和集电极之间均各连接一个第四二极管。

4.一种如权利要求1所述的永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器的控制方法，其特征是：当电网输出电流i_g与参考电流之差小于电流滞环宽度ΔI时，第二开关管和第三开关管导通，第一开关管关断，第二薄膜电容通过三相逆变电路给永磁同步电机提供能量；当电网输出电流i_g大于时，第二开关管关断，电网和电感串联给永磁同步电机和第二薄膜电容提供能量，电感L经第二二极管将剩余的能量存储在第一薄膜电容中，所述的参考电流与电网电压同相位。

5.根据权利要求4所述的永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器的控制方法，其特征是：当第二开关管和第三开关管导通时，电感U_g是电网电压的幅值；D_max是第二开关管的最大占空比；ΔI为电流滞环宽度；f_s2是第二开关管的工作频率。

6.一种如权利要求1所述的永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器的控制方法，其特征是包括：

A)当第二薄膜电容的电压U_C2大于第二薄膜电容的电压极大值U_{C2_max}时，第一开关管、第二开关管和第三开关管同时关断，电网和电感串联向第一薄膜电容传输能量，第二薄膜电容通过三相逆变电路单元给永磁同步电机提供能量；

B)当第二薄膜电容的电压U_C2小于第二薄膜电容的电压极小值U_{C2_min}时，第二开关管关断，第一开关管和第三开关管导通，第一薄膜电容和电网并联后经电感向永磁同步电机和第二薄膜电容提供能量；

C)当第二薄膜电容的电压U_C2介于U_{C2_max}和U_{C2_min}之间时，第一开关管和第二开关管关断，第三开关管导通，电网向第二薄膜电容和永磁同步电机提供能量，第一薄膜电容上的电压不变。

7.根据权利要求6所述的永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器的控制方法，其特征是：第一薄膜电容的容值C₁为10uf，第二薄膜电容的容值C₂为40uf，第二薄膜电容电压极大值U_{C2_max}为311V。

8.根据权利要求6所述的永磁同步电机驱动系统无电解电容功率变换器的控制方法，其特征是：第一薄膜电容的电流u_C1是第一薄膜电容的电压，C₁是第一薄膜电容的容值。