[发明专利]基于无线电能传输的N型开关磁阻电机驱动系统及方法

说明书

基于无线电能传输的N型开关磁阻电机驱动系统及方法，包括原边电能发射装置、副边电能接收装置、N型驱动电路和开关磁阻轮毂电机，原边电能发射装置、副边电能接收装置、N型驱动电路和开关磁阻轮毂电机依次连接；本发明采用一对一无线电能传输的方式给开关磁阻电机供电，实现了原副边的完全隔离。采用对称的T型LCC补偿网络后，当负载变化时系统电压增益不变，但是在实际情况下，当负载变轻时系统电压增益会变大，当绕组处在导通阶段电流较小，等效负载较轻，电压增益变大，绕组可以快速励磁，减小了转矩脉动。

技术领域

本发明属于开关磁阻电机控制技术领域，特别涉及基于无线电能传输的N型开关磁阻电机驱动系统及方法。

背景技术

电动汽车现在发展的非常迅猛，无线电能传输与轮毂电机均引入到了电动汽车的应用当中。电动汽车采用轮毂电机后省略了大量的传动机构，让车辆变得更简单，而且可实现多种复杂的驱动方式，便于采用多种新能源车技术。传统的轮毂电机采用有线的方式连接，但是线缆所处环境比较恶劣，容易断线和老化，所以产生了无线轮毂电机，车身通过无线的方式给轮毂电机供电，避免了这一问题。而现在常用的轮毂电机是永磁同步电机，但是永磁同步电机的制造成本高，控制复杂，在电机侧用到的有源器件较多。

发明内容

本发明的目的在于提供基于无线电能传输的N型开关磁阻电机驱动系统及方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于无线电能传输的N型开关磁阻电机驱动系统，包括原边电能发射装置、副边电能接收装置、N型驱动电路和开关磁阻轮毂电机，原边电能发射装置、副边电能接收装置、N型驱动电路和开关磁阻轮毂电机依次连接；

原边电能发射装置包括全桥逆变器、控制器、逆变器MOSFET驱动电路、LCC补偿网络和线圈；全桥逆变器一端与直流电源连接，另一端与LCC补偿网络连接，控制器发出两路PWM信号，一路经过逆变器MOSFET驱动后控制全桥逆变器；直流电经过全桥逆变器后经过LCC补偿网络后连接线圈一端；

副边电能接收装置包括S补偿网络和单相不可控整流桥，S补偿网络和单相不可控整流桥连接，S补偿网络连接线圈另一端。

进一步的，N型驱动电路有三相绕组，每相绕组包括MOSFET、二极管和续流回路；MOSFET、二极管和续流回路依次连接。

进一步的，续流回路包括电阻续流、原边直流电源续流和电池续流。

进一步的，开关磁阻轮毂电机为三相18/24开关磁阻轮毂电机，每相绕组均设置有电流传感器和位置传感器。

进一步的，位置传感器连接控制器，控制器连接N型MOSFET驱动，N型MOSFET驱动连接N型驱动电路驱动开关磁阻轮毂电机。

进一步的，控制器包括电子换向器和电流调节器，电流调节器连接电子换向器产生另一路PWM信号到N型MOSFET驱动。

进一步的，线圈包括发射线圈与接收线圈，发射线圈与接收线圈相对设置，且均为大小相同的圆形线圈。

进一步的，在发射线圈下面与接收线圈上面放置铁氧体；发射线圈与接收线圈之间的间隙为100mm

进一步的，LCC补偿网络采用对称的T型LCC补偿网络，在理论上保证当负载变化时系统电压增益不变。

进一步的，LCC补偿网络中的电感Ls、发射线圈和接收线圈均由利兹线绕制而成，单股直径为0.1mm，股数为300股。

进一步的，基于无线电能传输的N型开关磁阻电机驱动系统的驱动方法，包括以下步骤：

位置传感器检测转子当前位置，电流传感器检测当前绕组的电流，产生的位置信号和电流信号分别输入到控制器中的电子换向器和电流调节器中，产生PWM信号，经过MOSFET驱动电路后控制N型驱动电路；