[发明专利]开放式绕组变结构电机系统

权利要求书

1.一种开放式绕组变结构电机系统，其特征在于，包括主控制器(10)、可变结构驱动器(20)、电流采集模块和开放式绕组电机(30)；

所述电流采集模块采集开放式绕组电机(30)每个绕组输出的电流并传输给主控制器(10)；

开放式绕组电机(30)具有3×N+3个绕组，其中N≥1，分为N+1组绕组，每组包括第一绕组((N+1)W1)、第二绕组((N+1)W2)和第三绕组((N+1)W3)；

所述可变结构驱动器(20)包括功率管驱动器(22)、开关驱动器(23)、功率管组(24)和电源开关组(25)；

电源开关组(25)包括电源组(60)和4×N+4个功率开关(51)；电源组(60)包括直流功率电源(61)，直流功率电源(61)具有正输出端子(i_Vs)和负输出端子(i_PGND)，分别与所述功率电源接线端子(52)相连；4×N+4个功率开关(51)包括N+1组第一开关管(T(N+1)1)、第二开关管(T(N+1)2)、第三开关管(T(N+1)3)和第四开关管(T(N+1)4)；

功率管组(24)包括N+1个第一变换单元和N+1个第二变换单元；每个第一变换单元包括三组H桥臂(45)，分别为第一H桥臂((3N+1)Q1，(3N+1)Q4)，第二H桥臂((3N+2)Q1，(3N+2)Q4)和第三H桥臂((3N+3)Q1，(3N+3)Q4)，每个H桥臂(45)包括第一功率管和第二功率管，第一功率管的源极连接第二功率管的漏极，作为绕组接入端；每个所述第一H桥臂的第一功率管的漏极连接直流功率电源(61)的正输出端子(i_Vs)，每个第二功率管的源极连接直流功率电源(61)的负输出端子(i_PGND)，第i个第一H桥臂的绕组接入端连接第i个第一绕组((N+1)W1)的一端；第i个所述第二H桥臂的第一功率管的漏极与第i个所述第三H桥臂的第一功率管的漏极相连后连接第i个第一开关管的源极，第i个第一开关管的漏极连接直流功率电源(61)的正输出端子(i_Vs)，第i个所述第二H桥臂的第二功率管的源极与第i个所述第三H桥臂的第二功率管的源极相连后连接第i个第二开关管的漏极，第i个第二开关管的源极连接直流功率电源(61)的负输出端子(i_PGND)，第i个第二H桥臂的绕组接入端连接第i个第二绕组的一端，第i个第三H桥臂的绕组接入端连接第i个第三绕组的一端；每个第二变换单元包括三组H桥臂(45)，分别为第四H桥臂((3N+1)Q3，(3N+1)Q2)，第五H桥臂((3N+2)Q3，(3N+2)Q2)和第六H桥臂((3N+3)Q3，(3N+3)Q2)，每个H桥臂(45)包括第一功率管和第二功率管，第一功率管的源极连接第二功率管的漏极，作为绕组接入端；第i个所述第四H桥臂的第一功率管的漏极与第i个所述第五H桥臂的第一功率管的漏极相连后连接第i个第三开关管的源极，第i个第三开关管(T(N+1)3)的漏极连接直流功率电源(61)的正输出端子(i_Vs)，第i个所述第四H桥臂的第二功率管的源极与第i个所述第五H桥臂的第二功率管的源极相连后连接第i个第四开关管(T(N+1)4)的漏极，每个第四开关管(T(N+1)4)的源极连接直流功率电源(61)的负输出端子(i_PGND)，第i个第四H桥臂的绕组接入端连接第i个第一绕组的另一端，第i个第五H桥臂的绕组接入端连接第i个第二绕组的另一端；每个所述第六H桥臂的第一功率管的漏极连接直流功率电源(61)的正输出端子(i_Vs)，第二功率管的源极连接直流功率电源(61)的负输出端子(i_PGND)，第i个所述第六H桥臂绕组接入端连接第三绕组的另一端；其中1≤i≤N+1；

所述功率管驱动器(22)，根据主控制器发送的控制命令驱动功率管组(24)中的第一功率管和第二功率管；

开关驱动器(23)根据主控制器发送的控制命令驱动电源开关组(25)中的4×N+4个功率开关(51)；

所述主控制器接收每个绕组输出的电流，执行故障诊断算法，判断是否发生故障，当发生故障时，诊断出故障位置和故障类型，并通过改变驱动拓扑结构实现故障恢复；接收上位机发送的控制命令，并将控制命令转发给功率管驱动器(22)和开关驱动器(23)。