[发明专利]电机驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机驱动系统，其通过转换直流（DC）电源的电力来驱动电机。

背景技术

传统的电机驱动系统包括由多个开关元件形成的驱动电路。例如，驱动电路包括逆变器，其将DC电力转换成三相交流（AC）电力以驱动三相AC电机。JP 2003-81099A公开了一种配置，其中两个断路器继电器设置在连接三相逆变器的输出端子和电机的三个电源线中的两个电源线中。当在开关元件中出现短路故障时，断路器继电器断开逆变器和电机之间的连接。

根据传统的电机驱动系统，当从负载侧向电机的旋转轴施加反向输入转矩时，电机作为发电机来操作并且生成感生电压。在电机驱动电路的电源侧未连接到诸如电池的电源时，感生电压无处泄放。形成逆变器的开关元件接收感生电压并且很可能故障。待使用的开关元件需要具有较高的规格，诸如较高的耐受电压，以承受该感生电压。

根据包括两个断路器继电器的传统系统，通过断开电源线中的两个继电器以由此断开逆变器和电机的电连接，可以保护开关元件免受电机生成的感生电压的影响。然而，该配置需要三个或更多个继电器，除了这两个继电器之外，这包括通常需要的电源侧继电器，并且该配置增加了组成部件的数目。电机驱动系统的物理尺寸变大并且在安装在车辆中时引起更多困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机驱动系统，其用于以简单的配置保护开关元件免受感生电压的影响，该感生电压是在电机从DC电源断开连接的状态下施加反向输入转矩时由电机生成的。

根据一个方面，一种电机驱动系统包括DC电源、电机、第一驱动电路、第一开关装置和单向导通元件。第一驱动电路包括多个开关元件并且连接到DC电源，以通过转换DC电源的电力来驱动电机。第一开关装置设置在DC电源和第一驱动电路之间，以电连接DC电源和第一驱动电路以及断开DC电源和第一驱动电路的电连接。单向导通元件与第一开关装置并联连接，以允许电流在再生方向上从驱动电路的高电位侧经由DC电源流向第一驱动电路的低电位侧，并且中断在与再生方向相反的反向方向上流动的电流。

附图说明

通过下文参照附图进行的描述，本发明的以上和其他目的、特征和优点将变得更加明显。在附图中：

图1是根据第一实施例的电机驱动系统的示意性电路图；

图2是使用图1中所示的电机驱动系统的电动转向系统的示意性结构图；

图3是图1中所示的电机驱动系统的详细电路图；

图4是根据第二实施例的电机驱动系统的示意性电路图；

图5是根据第三实施例的电机驱动系统的示意性电路图；

图6是根据第四实施例的电机驱动系统的示意性电路图；

图7A和图7B分别是根据第五实施例和第六实施例的电机驱动系统的部分电路图；

图8是根据第七实施例的电机驱动系统的示意性电路图；

图9是根据第八实施例的电机驱动系统的示意性电路图；

图10是根据第九实施例的电机驱动系统的示意性电路图；以及

图11A、图11B、图11C和图11D是根据其他实施例的电机驱动系统的部分电路图。

具体实施方式

将参照实施例描述电机驱动系统，其中电机驱动系统用在车辆的电动转向系统中。

（第一实施例）

图1至图3中示出了根据第一实施例的电机驱动系统。

如图2中所示，为车辆的转向系统提供电动转向系统1，车辆具有方向盘91和转向轴92。动力转向系统1向转向轴92提供转向辅助转矩，使得由驾驶员通过方向盘91施加到转向轴92的转向转矩是带助力的。转向轴92配备有检测转向转矩的转矩传感器94。转向轴92在其轴端处配备有小齿轮（pinion gear）96。小齿轮96与齿条轴97啮合。一对胎轮（tirewheel）98可旋转地耦接到齿条轴97的两端。转向轴92的旋转运动被转换成齿条轴97的直线运动，使得这对胎轮98转向了与齿条轴97的直线移动量对应的角度。

电动转向系统1由转向辅助电机45、减速齿轮89和电机驱动设备40形成。转向辅助电机45生成转向辅助转矩。减速齿轮89通过降低旋转速度将电机45的旋转输出传递到转向轴92。电机驱动设备40被配置成驱动电机45。电机驱动设备40连接到被设置为DC电源的DC电池20。电机45是三相无刷电机。