[发明专利]交流电机驱动装置及其驱动方法

说明书

公开了一种交流电机驱动装置及驱动方法。所述交流电机驱动装置包括：整流电路，所述整流电路包括多个二极管，用于将交流输入电压整流成脉动直流电压；以及开关电路，所述开关电路包括多个晶体管，用于将脉动直流电压转变成交流输出电压，其中，所述多个晶体管中的至少一个晶体管从整流电路从整流电路获得控制信号，实现工频周期内交替导通或关断。该交流电机驱动装置可以利用整流电路提供至少一个晶体管的控制信号以获得交流输出电压，从而简化驱动电路。在优选的实施例中，利用开关或者另一个晶体管进行斩波，从而实现无级调速。

技术领域

本发明涉及电机控制技术，更具体地，涉及交流电机驱动装置及其驱动方法。

背景技术

交流电机是在交流电压驱动下运转的旋转电磁机械，用于实现电能和机械能之间的转换。交流电机的结构简单、输出功率大、工作可靠，广泛地应用于机械制造和家用电器中。例如，交流电机是风扇、风机、水泵等电器的主要动力源。

现有的交流电机驱动装置不仅提供交流电机所需的驱动信号，而且包括调速和保护功能。在风扇等应用中，无级调速可以获得更好的用户体验。现有的调速方法包括串联电感调速、电机绕组内部抽头调速、交流晶闸管调速及变频调速。通过改变驱动信号的电压、电流和频率等，可以实现交流电机的调速，使得交流电机的转速与负载匹配最佳化，从而实现高使用性能。

然而，上述的调速方法使用附加的电路元件(例如串联电感)，或者改变电机内部的结构(例如电机绕组抽头)，或者改变交流电机驱动装置的驱动方法(例如变频)。在串联电感调速中，电感的体积较大且对电机的功率因数有较大的影响。在交流晶闸管调节中，交流晶闸管在工作时产生较大的噪声，而且运行不平衡。电机绕组抽头调速的成本低，在应用中使用较多。在电机绕组中不可能设置大量的抽头，因而电机绕组抽头调速不能实现无级调速。交流电机变频调速可以实现无级调速且节能高效，由于交流电机驱动装置的电路复杂化和高成本，限制了变频调速的广泛应用。

因此，期望进一步改进交流电机驱动装置以实现无级调速并且降低成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种交流电机驱动装置及其驱动方法，该驱动装置利用交流输入信号产生开关控制信号，从而可以简化电路结构，实现电机的斩波控制，实现无级调速。

根据本发明的一方面，提供一种交流电机驱动装置，包括：整流电路，所述整流电路包括多个二极管，用于将交流输入电压整流成脉动直流电压；以及开关电路，所述开关电路包括多个晶体管，用于将脉动直流电压转变成交流输出电压，其中，所述多个晶体管中的至少一个晶体管从整流电路从整流电路获得控制信号，实现工频周期内交替导通或关断。

优选地，所述整流电路的所述多个二极管组成全桥整流电路，包括连接至外部交流电源的第一输入端和第二输入端，以及提供脉动直流电压的第一输出端和第二输出端。

优选地，所述开关电路的所述多个晶体管组成第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路并联连接在所述整流电路的第一输出端和第二输出端之间，所述第一支路包括彼此互补类型且串联连接的第一晶体管和第二晶体管，并且所述第一晶体管和所述第二晶体管之间的第一节点连接至所述开关电路的第一输出端，所述第二支路包括彼此互补类型且串联连接的第三晶体管和第四晶体管，并且所述第三晶体管和所述第四晶体管之间的第二节点连接至所述开关电路的第二输出端。

优选地，所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管和所述第四晶体管分别包括第一端、第二端和控制端，使得相应的晶体管根据控制端的控制信号导通或断开，并且在导通状态下电流从第一端流向第二端。

优选地，所述第一晶体管的第一端连接至所述整流电路的第一输出端，所述第二晶体管的第二端连接至所述整流电路的第二输出端，所述第一晶体管的第二端连接至所述第二晶体管的第一端，所述第三晶体管的第一端连接至所述整流电路的第一输出端，所述第四晶体管的第二端连接至所述整流电路的第二输出端，所述第三晶体管的第二端连接至所述第四晶体管的第一端。