[发明专利]混合电机

说明书

技术领域

本发明涉及同步及感应电机的驱动技术，更具体地说，涉及一种能输出不同相数、相位及形状的幅度上连续或离散的驱动信号的电机驱动器，以及由选择单相或数相独立定子线圈功能的功能选择开关或同时由功能选择开关及全桥整流电路所构成的能量再生电路。

背景技术

电机被广泛使用在各个领域，如机械、石化、电力等，电机一般由定子、转子及机壳等部分构成，按结构及工作原理可被分为直流电机、同步电机及异步电机。近年来，随着日益迅速发展的工业领域，对电机的性能要求越来越高，并随之涌现出很多与电机制造相关的发明。中国专利文献CN101752921A公开了一种用于同步电动机的转子，其中转子包括多个感应导体以及第一永久磁体单元和第二永久磁体单元。在电动机运行过程中，转子首先通过感应电动机原理旋转，然后通过定子的导体和转子的永久磁体之间产生的磁力按照同步速度旋转。中国专利文献CN101562386B公开了一种无刷直流永磁电机，其中电机的驱动电路为3相全桥驱动电路，其可输出6路驱动脉冲，并具有过流保护功能，能够在发生过电流时关闭6路驱动输出。

目前，在新兴领域（如电动汽车、混合动力汽车）上所用的电机系统，大多有加入能量再生电路，用于把电机处于非驱动状态时（即转子由外力带动旋转），或换相时所产生的反向电动势收集再用，以提升电机系统运行效率，中国专利文献CN1237028A公开了一种多功能永磁直流无刷电机，由电机本体、位置传感器、控制电路构成，能实现控制电机各绕组轮流导通，且包含由反向二极管和负载构成的电能回收电路。中国专利文献CN101889382A中公开了一种无刷直流电机，使用了一种给转子绕组供电和停止供电的电路，上述电路是使能量再生至电源的类型，如使用自消弧形元件的电路。

但上述现有电机系统存在以下的不足：1、电机运行方式单一；2、电机驱动器只透过改变驱动信号频率和占空比从而对电机本体进行控制，而不会透过对驱动信号的形状、连续性及电机本体的驱动相数进行控制；3、当电机本体以直流信号驱动时，只被动再生换相时所产生的反向电动势，而不会主动因应电机本体的运行方式和（或）运行状态对该换相时间进行控制，使电机本体以更高的效率运行。4、因上述原因，现有的能量再生电路的效率不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术所存在的缺陷及不足，提供一种具有较高运行效率的混合电机。

为解决上述技术问题，本发明构造了一种混合电机，包括电机本体、电机驱动器及能量再生电路，所述电机本体中的转子由永磁磁极对或同时由永磁磁极对和感应磁极对构成。

所述电机驱动器包括控制器以及至少一个以半桥驱动电路构成的独立全桥驱动电路，以构成独立的单相、3相或其它相数的全桥驱动电路。当电机驱动器中的独立全桥驱动电路数量多于1时，则电机驱动器中的独立全桥驱动电路的组合方式能彼此相同或不相同。同时，所述控制器会根据电机本体的运行方式和（或）运行状态，从而决定输出直流或正弦驱动信号。当电机本体的驱动相数多于1时，则所有的驱动电路均以同一种驱动信号驱动电机本体。

所述独立全桥驱动电路用以驱动由定子线圈所构成的独立的一相或数相，且每一组独立的全桥驱动电路均有用于选择该一相或数相独立定子线圈功能的功能选择开关。当驱动电机本体的驱动相数多于1时，所述控制器会根据驱动信号的数量而调整驱动信号之间的相位差，同时亦会通过电机本体中的转子位置传感器和（或）电流、电压感测电路，侦测电机本体是否能满足负载需求，从而决定会否通过改变单个或数个用于构成独立全桥驱动电路的半桥驱动电路中开关元件的导通顺序和（或）数量，以改变电机本体的驱动相数。上述驱动信号施加到电机定子线圈，而电机定子线圈所产生的磁场用于驱动所述电机本体中转子中的磁极对，当转子中同时含有永磁磁极对和感应磁极对时，电机本体能以感应或同步方式运行，而当转子中只含有永磁磁极对时，电机本体则只能以同步方式运行。

所述控制器会根据电机本体的运行方式和（或）运行状态以决定会否输出幅度上离散的驱动信号。所述离散驱动信号的离散幅度及时间由控制器根据电机本体的运行方式和（或）运行状态所决定。

所述能量再生电路由用以选择一相或数相独立定子线圈功能的功能选择开关或同时由功能选择开关及全桥整流电路构成。所述功能选择开关在所述用以构成单组独立全桥驱动电路的半桥驱动电路全部关闭时由控制器导通，从而收集由电机本体中转子中的永磁体与该单相或数相独立定子线圈相对运动时所产生的电流，以供给电力负载或存储系统利用。