[发明专利]一种单电源六相电机驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及电机及其控制技术领域，特别涉及一种单电源供电的六相电机驱动系统。

背景技术

随着电机功率需求的不断增大，对于要求变频调速的电机应用场合来说，三相电机系统一般通过低压大电流或高压低电流两种方案来实现。对于低压大电流方案来说，受到功率器件最大允许电流的限制，功率器件的选型和成本都不好控制；对于高压低电流方案来说，要求电机具有更高的绝缘等级，增加了电机的成本和材料选型的难度。在系统缺相的等故障模式下，三相电机绕组电流急剧上升，振动噪声增大，影响系统的运行性能和寿命，可靠性较差。目前，在混合动力汽车和纯电动汽车汽车不断发展的同时，对节能效果有了更高的要求。因此，对于混合动力汽车和纯电动汽车等对电机驱动系统可靠性及实用性要求较高的场合，电机驱动系统需要进行升级和改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种可在电机出现缺相等故障的情况下可以继续工作，且可实现能量回收的单电源六相电机驱动系统。

本发明是采取以下技术方案实现的：一种单电源六相电机驱动系统，包括：具有第一组三相绕组和第二组三相绕组的六相交流电机、电源、逻辑算法电路、驱动电路、交直流转换模块、控制模块，第一组三相绕组和第二组三相绕组为定子绕组，第一组三相绕组和第二组三相绕组之间存在公共的电气节点；电源耦合至交直流转换模块，交直流转换模块耦合至六相交流电机的第一组三相绕组以及第二组三相绕组的出线端，逻辑算法电路耦合至驱动电路，驱动电路耦合至交直流转换模块，控制模块耦合至逻辑算法电路；控制模块配置逻辑算法电路，逻辑算法电路配置驱动电路，驱动电路配置交直流转换模块。

驱动电路对输入其的信号进行功率放大；交直流转换模块对电源所输入的直流电流进行直流变交流的转换，对六相交流电机回流的交流电流进行交流变直流的转换。电源为直流电源，电源与第一组三相绕组和第二组三相绕组形成供能匹配。所述电源的工作方式包括向六相交流电机电机进行供电，或接收六相交流电机所回流的电能从而进行充电。

第一组三相绕组，包括第一分绕组、第二分绕组、第三分绕组；第二组三相绕组，包括第四分绕组、第五分绕组、第六分绕组；第一组三相绕组和第二组三相绕组之间存在公共节点。

六相交流电机的两组三相绕组在未出现缺相的故障时，第一组三相绕组的第一分绕组和第二分绕组之间的电角度相差120度、第二分绕组和第三分绕组之间的电角度相差120度、第三分绕组和第一分绕组之间的电角度相差120度；第二组三相绕组的第四分绕组和第五分绕组之间的电角度相差120度、第五分绕组和分第六绕组之间的电角度相差120度、第六分绕组和第四分绕组之间的电角度相差120度；第一组三相绕组和第二组三相绕组之间的电角度相差30度或0度，即第一分绕组和第四分绕组之间的电角度、第而二分绕组和第五分绕组之间的电角度、第三分绕组和第六分绕组之间的电角度均相差30度或0度。

六相交流电机的两组三相绕组同时出现缺相故障时，控制模块配置驱动系统实现对第一组三相绕组和第二组三相绕组之间的电角度差、第一组三相绕组的各分绕组之间的电角度差以及第二组三相绕组的各分绕组之间的电角度差进行从新配置以使六相交流电机继续工作。

六相交流电机的两组三相绕组中的其中一组三相绕组出现故障时，控制模块配置驱动系统实现对第一组三相绕组和第二组三相绕组之间的电角度差、第一组三相绕组的各分绕组之间的电角度差以及第二组三相绕组的各分绕组之间的电角度差进行从新配置以使六相交流电机继续工作，或控制模块配置驱动系统使另一组未出现故障的三相绕组在电源供电下实现交流六相电机继续工作。

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下几个方面：

电机的相数增多，使得影响电机性能的空间谐波次数增大，且幅值下降，转矩波动下降，降低了电机的机械振动和噪声，提高了系统的可靠性。

当其中一套绕组系统发生故障时，可从新配置两套绕组之间的电角度差以及各套绕组的分绕组间的电角度差，或由未发生故障的那套绕组继续工作，以保证电动机正常运行；当两套绕组同时出现缺相故障时，可从新配置两套绕组之间的电角度差以及各套绕组的分绕组间的电角度差，使电机的剩余各相电流平衡，维持电机气隙磁通为圆形，保证电机的稳定运行，并能减小缺相情况下的转矩波动，提高了驱动系统的可靠性。

当驱动系统处于刹车或滑行的状态时，通过控制器配置驱动系统使电机的剩余能量通过交直流转换模块转换为直流电流，并对电源进行充电实现能量回收，提高了驱动系统的能量利用效率。

附图说明