一種抑制電動(dòng)汽車(chē)用無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的主電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種抑制電動(dòng)汽車(chē)用無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的主電路，包括與三相永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)連接控制其繞組通斷電的三相逆變電路，所述三相逆變電路的輸入端連接有輸出電壓高于三相永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)非導(dǎo)通相繞組端電壓的DC/DC變換器，所述DC/DC變換器的輸入端連接有蓄電池，所述蓄電池與DC/DC變換器之間連接有濾波電容。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)控制DC/DC變換器的輸出電壓即控制直流母線(xiàn)電壓，使得非導(dǎo)通相繞組低于其輸出電壓并使得功率二極管承受反壓，則不存在續(xù)流問(wèn)題，也就不存在了非導(dǎo)通相繞組引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種抑制電動(dòng)汽車(chē)用無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的主電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種抑制電動(dòng)汽車(chē)用無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的主電路。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁無(wú)刷直流電機(jī)因其功率密度高、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、易于控制的特點(diǎn)，被越來(lái)越多地用于電動(dòng)汽車(chē)的牽引系統(tǒng)中。但是其在運(yùn)行時(shí)存在的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題，限制了其在高精度高性能要求場(chǎng)合中的應(yīng)用。
[0003]永磁無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)可分為換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和導(dǎo)通區(qū)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，一直以來(lái)對(duì)繞組間換相是引發(fā)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的研究與實(shí)踐成果較多。最近幾年對(duì)非換相區(qū)即導(dǎo)通區(qū)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的研究也取得了很多具有理論和實(shí)踐意義的結(jié)果，比較典型的是一種采用PWM_0N_PWM (即:開(kāi)關(guān)管的某段開(kāi)通過(guò)程中，先采用PWM波通電，然后是全通，最后又有一小段采用PWM波方式通電)的調(diào)制方式控制逆變主電路的各個(gè)開(kāi)關(guān)管，這可以較好的消除導(dǎo)通區(qū)內(nèi)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，但該方法需要電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)來(lái)對(duì)反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，在實(shí)現(xiàn)時(shí)存在一定的誤差，尤其是在高速運(yùn)行狀態(tài)下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精確的抑制電動(dòng)汽車(chē)用無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的主電路。
[0005]為達(dá)到發(fā)明目的本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種抑制電動(dòng)汽車(chē)用無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的主電路，其特征在于:包括與三相永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)連接控制其繞組通斷電的三相逆變電路，所述三相逆變電路的輸入端連接有輸出電壓高于三相永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)非導(dǎo)通相繞組端電壓的DC/DC變換器，所述DC/DC變換器的輸入端連接有蓄電池，所述蓄電池與DC/DC變換器之間連接有濾波電容。
[0007]進(jìn)一步，所述DC/DC變換器是一雙向電流型直流-直流變換器。
[0008]進(jìn)一步，所述三相逆變電路包括六只開(kāi)關(guān)管，每只所述開(kāi)關(guān)管上都串聯(lián)一功率二極管。
[0009]本實(shí)用新型的供電電源為蓄電池，經(jīng)濾波電容濾波后將直流電送入DC/DC變換器，然后進(jìn)入三相逆變電路，三相逆變電路通過(guò)任意瞬時(shí)的上下橋臂各一只開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通來(lái)向電機(jī)的繞組供電。DC/DC變換器的作用就在于，在非換相區(qū)域即導(dǎo)通區(qū)域時(shí)，通過(guò)控制DC/DC變換器的輸出電壓即控制直流母線(xiàn)電壓，使得非導(dǎo)通相繞組低于其輸出電壓并使得功率二極管承受反壓，這樣非導(dǎo)通相繞組與三相逆變電路的功率二極管組成的續(xù)流回路能夠被避免，進(jìn)而非導(dǎo)通相繞組不會(huì)由于有電流流過(guò)而對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩平滑性產(chǎn)生影響。DC/DC變換器為雙向電流型，當(dāng)電機(jī)在制動(dòng)和減速運(yùn)行時(shí)可以將能量反饋給蓄電池，其內(nèi)部開(kāi)關(guān)管采用PWM控制，而三相逆變電路的開(kāi)關(guān)管不采用PWM控制。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:通過(guò)控制DC/DC變換器的輸出電壓即控制直流母線(xiàn)電壓，使得非導(dǎo)通相繞組低于其輸出電壓并使得功率二極管承受反壓，則不存在續(xù)流問(wèn)題，也就不存在了非導(dǎo)通相繞組弓I起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但并不將本實(shí)用新型局限于這些【具體實(shí)施方式】。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本實(shí)用新型涵蓋了權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)所可能包括的所有備選方案、改進(jìn)方案和等效方案。
[0013]參照?qǐng)D1，一種抑制電動(dòng)汽車(chē)用無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的主電路，包括與三相永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)M連接控制其繞組通斷電的三相逆變電路U2，所述三相逆變電路U2的輸入端連接有輸出電壓高于三相永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)M非導(dǎo)通相繞組端電壓的DC/DC變換器U1，所述DC/DC變換器Ul的輸入端連接有蓄電池Uc，所述蓄電池Uc與DC/DC變換器Ul之間連接有濾波電容C。
[0014]所述DC/DC變換器Ul是一雙向電流型直流-直流變換器。
[0015]所述三相逆變電路U2包括六只開(kāi)關(guān)管，每只所述開(kāi)關(guān)管上都串聯(lián)一功率二極管。
[0016]本實(shí)用新型的供電電源為蓄電池Uc，經(jīng)濾波電容C濾波后將直流電送入DC/DC變換器U1，然后進(jìn)入三相逆變電路U2，三相逆變電路U2通過(guò)任意瞬時(shí)的上下橋臂各一只開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通來(lái)向電機(jī)的繞組供電。DC/DC變換器Ul的作用就在于，在非換相區(qū)域即導(dǎo)通區(qū)域時(shí)，通過(guò)控制DC/DC變換器Ul的輸出電壓即控制直流母線(xiàn)電壓，使得非導(dǎo)通相繞組低于其輸出電壓并使得功率二極管承受反壓，這樣非導(dǎo)通相繞組與三相逆變電路U2的功率二極管組成的續(xù)流回路能夠被避免，進(jìn)而非導(dǎo)通相繞組不會(huì)由于有電流流過(guò)而對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩平滑性產(chǎn)生影響。DC/DC變換器Ul為雙向電流型，當(dāng)電機(jī)在制動(dòng)和減速運(yùn)行時(shí)可以將能量反饋給蓄電池，其內(nèi)部開(kāi)關(guān)管采用PWM控制，而三相逆變電路U2的開(kāi)關(guān)管不采用PWM控制。
[0017]本實(shí)用新型的三相永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)M工作時(shí)，蓄電池Uc產(chǎn)生的電壓為72VDC，經(jīng)由濾波電容C，同時(shí)該濾波電容C也具有回饋運(yùn)行時(shí)的儲(chǔ)能作用；DC/DC變換器Ul的輸出直流電壓大小的控制通過(guò)PWM調(diào)制方式，其內(nèi)部開(kāi)關(guān)管采用IGBT，這個(gè)輸出電壓是多少，依賴(lài)于對(duì)非導(dǎo)通相相繞組電壓的測(cè)量，DC/DC變換器Ul輸出電壓要高于該電壓，這樣才能確保與非導(dǎo)通相繞組支路的開(kāi)關(guān)管并聯(lián)的功率二極管承受反壓，不至于引起該繞組與二極管組成續(xù)流回路；三相逆變電路U2的主開(kāi)關(guān)管采用IGBT，與其并聯(lián)的二極管采用快速功率二極管。
[0018]三相逆變電路U2的IGBT的控制，采用0Ν_0Ν工作方式，即所有的IGBT開(kāi)通時(shí)都是全通，不采用PWM模式，這樣降低了開(kāi)關(guān)損耗；而DC/DC變換器Ul則采取PWM模式，這也是對(duì)輸出電壓值進(jìn)行精確控制的需要。
[0019]對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)需要，當(dāng)?shù)管?chē)或緊急剎車(chē)時(shí)，其牽引電機(jī)并非工作在電動(dòng)機(jī)工況下，所以，除了三相逆變電路U2并接開(kāi)關(guān)管并接二極管利用反饋能量外，DC/DC變換器Ul也是雙向的變換器，確保能量的雙向流動(dòng)。
[0020]DC/DC變換器Ul除具有雙向特點(diǎn)，也是電流型的，即其輸出電流值可以較為精確的控制，進(jìn)而可以較為精確的控制電機(jī)速度和轉(zhuǎn)矩，更加適合于電動(dòng)汽車(chē)的牽弓I驅(qū)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種抑制電動(dòng)汽車(chē)用無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的主電路，其特征在于:包括與三相永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)連接控制其繞組通斷電的三相逆變電路，所述三相逆變電路的輸入端連接有輸出電壓高于三相永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)非導(dǎo)通相繞組端電壓的DC/DC變換器，所述DC/DC變換器的輸入端連接有蓄電池，所述蓄電池與DC/DC變換器之間連接有濾波電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制電動(dòng)汽車(chē)用無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的主電路，其特征在于:所述DC/DC變換器是一雙向電流型直流-直流變換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種抑制電動(dòng)汽車(chē)用無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的主電路，其特征在于:所述三相逆變電路包括六只開(kāi)關(guān)管，每只所述開(kāi)關(guān)管上都串聯(lián)一功率二極管。
【文檔編號(hào)】H02M3/00GK203574576SQ201320589252
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】朱信忠, 徐慧英 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)