[发明专利]一种基于运行工况的双模式绕组电机驱动系统

权利要求书

1.一种基于运行工况的双模式绕组电机驱动系统，包括一对标准两电平逆变器、绕组开放式结构永磁无刷电机(3)、位置速度传感器(5)、控制器(6)、电流检测模块(7)、电压检测模块(8)以及直流电源U_dc(10)，一对所述标准两电平逆变器均为三桥臂结构，其特征在于，还包括固态继电器组(4)、继电器驱动模块(13)，所述绕组开放式结构永磁无刷电机(3)将中性点打开引出6个接线端子为a₁、b₁、c₁、a₂、b₂、c₂，绕组开放式结构永磁无刷电机(3)的输出端子a₁、b₁、c₁分别接一个标准两电平逆变器的三个桥臂的输出端，输出端子a₂、b₂、c₂分别接另一标准两电平逆变器的三个桥臂的输出端；所述固态继电器组(4)分别连接于所述绕组开放式结构永磁无刷电机(3)的6个接线端子之间，所述位置速度传感器(5)与所述控制器(6)连接，用于检测绕组开放式结构永磁无刷电机(3)的转子位置信号和转速信号，所述控制器(6)的转速信号输出端与所述继电器驱动模块(13)连接，所述继电器驱动模块(13)与所述固态继电器组(4)连接，用于驱动所述固态继电器组(4)的闭合与断开；

所述固态继电器组(4)包括继电器S1、继电器S2以及继电器S3，所述继电器S1连接于接线端子a₁和接线端子c₂，所述继电器S2连接于接线端子b₁和接线端子a₂，所述继电器S3连接于接线端子c₁和接线端子b₂；

转速信号n输入所述继电器驱动模块(13)，所述控制器中设定的电机额定转速设置为n*，当电机转速信号nn*，继电器驱动模块(13)输出信号为0，当电机转速n＝n*，继电器驱动模块(13)输出信号为1，驱动所述继电器组(4)断开与闭合；

当所述继电器驱动模块(13)输出信号为0时，所述继电器组(4)断开；电机处于双标准两电平逆变器驱动绕组开放式模式运行，当所述继电器驱动模块(13)输出信号为1时，所述继电器组(4)闭合，电机处于单标准两电平逆变器驱动绕组模式运行，其与传统三角形联接绕组模式一致。

2.根据权利要求1所述的基于运行工况的双模式绕组电机驱动系统，其特征在于，所述电流检测模块(7)、电压检测模块(8)分别与所述控制器连接，分别用于采集绕组开放式结构永磁无刷电机(3)的三相电流i_a～i_c、直流母线电压U_dc，并将信号输入至控制器(6)中，所述控制器(6)以转子位置和转速、三相电流i_a～i_c以及直流母线电压U_dc作为输入，合成12路PWM信号，用于对一对标准两电平逆变器分别进行驱动控制。

3.根据权利要求2所述的基于运行工况的双模式绕组电机驱动系统，其特征在于，所述控制器(6)中设置有位置及速度计算模块(11)、abc/dq0模块(12)、SVPWM模块(18)、转速调节模块(14)、d轴电流调节模块(16)、q轴电流调节模块(15)、混合控制器模块(19)，所述位置及速度计算模块(11)与所述位置速度传感器(5)连接，位置及速度计算模块(11)的转子位置角度信号输出端与dq0/αβ0模块(17)连接，位置及速度计算模块(11)的转速信号输出端分别与继电器驱动模块(13)、转速调节模块(14)以及混合控制器模块(19)连接；

所述电流检测模块(7)输出端与所述abc/dq0模块(12)输入端连接，所述abc/dq0模块(12)输出端分别与d轴电流调节模块(16)、q轴电流调节模块(15)、混合控制器模块(19)输入端连接；所述电压检测模块(8)输出端分别与所述d轴电流调节模块(16)、q轴电流调节模块(15)以及混合控制器模块(19)输入端连接；

所述转速调节模块(14)与所述q轴电流调节模块(15)输入端连接；所述dq0/αβ0模块(17)输出端与SVPWM模块(18)输入端连接，所述SVPWM模块(18)的信号输出端分别与一对标准两电平逆变器的IGBT开关器件控制端连接。