[实用新型]电机及其驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及电机的驱动电路。

背景技术

同步电机因其体积小、运行效率高等特性越来越广泛地应用到各个领域。电机的电磁转矩可根据磁共能W_co计算如下，可以注意到，电枢绕组的自感和互感系数依赖于转子位置角θ，这样，电磁转矩可以由以下等式获得：其中，Z为相数；F_m为等效磁动势(MMF)，P_m为磁路功率，i为定子绕组电流；M_im为定子绕组和磁铁的一圈等效电路之间的互感。定子绕组的电动势(EMF)e_i与磁通量相关，可由以下公式计算其中，φ_im是磁铁产生的磁通量。根据上述两个公式，可得出因此可以看出，反电动势乘以定子绕组电流正是电机产生机械功的手段，如果反电动势与定子绕组电流的乘积小于0，例如，当反电动势与定子绕组电流不同相，如图1所示，电机中将产生与正转矩(+T)相反的负转矩(-T)，这将会降低电机的功率效率(power efficiency)。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种可提高电机功率效率的电机驱动电路，及应用该电机驱动电路的电机。

本实用新型提供一种电机驱动电路，用于驱动电机的永磁转子相对于定子转动，所述定子包括定子磁芯及缠绕于定子磁芯上的定子绕组，所述驱动电路包括：

与所述定子绕组串联连接于外部交流电源两端的可控双向交流开关；

数据处理单元，包括与所述外部交流电源的一端连接的检测所述外部交流电源的电压过零点的过零检测端、检测外部交流电源的电压极性的电压极性检测端、及在根据外部交流电源的电压极性及永磁转子的磁极位置需导通所述可控双向交流开关时，在所述外部交流电源的电压过零点之后延迟一定时间发送驱动脉冲至所述可控双向交流开关的输出端；及

交直流转换器，连接于所述外部交流电源与所述数据处理单元之间，为所述数据处理单元供电。

作为一种优选方案，从电压过零点至发送驱动脉冲至所述可控双向交流开关的延迟时间根据所述外部交流电源的电压值、外部交流电源的频率、定子绕组的电感值、定子绕组的内阻、所述电机的温度或所述电机周边环境的温度、所述数据处理单元的温度中至少一项来确定。

作为一种优选方案，所述电机驱动电路还包括用于检测所述永磁转子的磁场的位置传感器。

作为一种优选方案，所述交直流转换器进一步连接所述位置传感器，为所述位置传感器供电。

作为一种优选方案，所述位置传感器与所述数据处理单元集成于一专用集成电路内。

作为一种优选方案，所述数据处理单元侦测外部交流电源当前的电压值，并计算出外部交流电源的幅值或者有效值，根据计算结果确定延迟时间。

作为一种优选方案，所述数据处理单元侦测外部交流电源某预定角度对应的电压值，并根据此电压值确定延迟时间。

作为一种优选方案，所述数据处理单元在所述外部交流电源的电压过零点后，在所述永磁转子的磁场极性为第一极性、外部交流电源的电压极性为正半周时，延迟该触发角或延迟时间发送驱动脉冲至所述可控双向交流开关；及所述数据处理单元在所述外部交流电源电压过零点后，在所述永磁转子的磁极极性为第二极性、外部交流电源的电压极性为负半周时，延迟该触发角或延迟时间发送驱动脉冲至所述可控双向交流开关。

作为一种优选方案，所述可控双向交流开关为三端双向晶闸管，所述三端双向晶闸管的第一阳极接地或者连接所述交直流转换器，所述三端双向晶闸管的第一阳极还连接外部交流电源的第一端，所述三端双向晶闸管的第二阳极经所述电机的定子绕组及一保险丝连接外部交流电源的第二端，所述三端双向晶闸管的控制极经一电阻连接所述数据处理单元。

作为一种优选方案，所述三端双向晶闸管的第一阳极接地，所述电机驱动电路还包括一三极管，所述三极管的基极通过所述电阻连接所述数据处理单元，所述三极管的发射极接收所述交直流转换器输出的低压直流电，所述三极管的集电极通过另一电阻连接所述三端双向晶闸管的控制极。

作为一种优选方案，所述三端双向晶闸管的第一阳极连接所述交直流转换器，所述电机驱动电路还包括一三极管，所述三极管的基极通过所述电阻连接所述数据处理单元，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过另一电阻连接所述三端双向晶闸管的控制极。

作为一种优选方案，所述数据处理单元为微处理器、专用集成电路、可编程阵列逻辑器或可编程逻辑器件。