驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路及其矢量調(diào)制控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路及其矢量調(diào)制控制方法。其中，所述驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路包括：直流電源，具有正極和負極；第一開關(guān)管橋臂，由串聯(lián)連接的第一晶體管和第二晶體管組成；第二開關(guān)管橋臂，由串聯(lián)連接的第三晶體管和第四晶體管組成；第三開關(guān)管橋臂，由串聯(lián)連接的第五晶體管和快速恢復(fù)二極管組成；電機，包括第一相、第二相和第三相，第一相、第二相和第三相中的其中之一與所述第三開關(guān)管橋臂的中點連接，電機的其它二相分別與所述第一開關(guān)管橋臂的中點連接和所述第二開關(guān)管橋臂的中點連接。本發(fā)明可以降低傳統(tǒng)的三相交流電機的驅(qū)動電路的成本，有利于拓寬三相交流電機的驅(qū)動電路的應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說明】
驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路及其矢量調(diào)制控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電機驅(qū)動控制技術(shù)，尤其涉及一種三相交流電機的驅(qū)動控制電路，具 體涉及一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路及其矢量調(diào)制控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，為了在降低三相交流電機的驅(qū)動系統(tǒng)成本的同時保持系統(tǒng)的主要性能，通 常采用以下處理方法：1)減少驅(qū)動系統(tǒng)電路的開關(guān)器件數(shù)；2)采用元器件降額使用；上述 兩種方法雖然可以取得驅(qū)動系統(tǒng)電路成本的一定程度的降低，但三相交流電機的控制自由 度會降低，驅(qū)動系統(tǒng)的性能也可能會降低，從而引起驅(qū)動系統(tǒng)的魯棒性受限。
[0003] 為此，領(lǐng)域內(nèi)研究人員又結(jié)合采用新穎的控制算法，從控制的角度彌補電路元器 件減少所帶來的性能降低，這是現(xiàn)有技術(shù)的一種常見的方法。例如，采用四開關(guān)逆變電路的 三相交流電機的驅(qū)動電路，雖然四開關(guān)電路能夠帶來一定程度上的成本降低，但由于驅(qū)動 電路自身的特性，直流電壓利用率將減半，故三相交流電機的輸出能力與性能將大打折扣， 研究人員通常采用以下兩種方法補償這一缺點：方法一、在電路中增加額外的升壓電路，通 過提升直流母線電壓來彌補低直流電壓利用率；方法二、采用復(fù)雜的電路控制方法：通過 開發(fā)復(fù)雜的控制算法，改善四開關(guān)逆變電路的直流電壓中點平衡、輸入電流諧波含量和電 機的輸出效率。
[0004] 然而，方法一容易增加驅(qū)動系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和成本，需要增加的額外檢測、 保護電路，將帶來額外的元器件成本，從而達不到成本降低的要求；方法二中各種改進的閉 環(huán)控制算法，由于算法復(fù)雜，降低了驅(qū)動系統(tǒng)的魯棒性；例如，當直流母線電壓中點不平衡 狀況過大時，將大大影響直流電容的壽命以及電機的壽命和效率，嚴重時可能燒毀直流電 容或電機。因此必須結(jié)合系統(tǒng)電路的工作原理、電機的運行方式以及系統(tǒng)成本來綜合考慮 采取既降低成本又能方便地實現(xiàn)電機的有效控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路及其矢量調(diào)制控制方法，采用 了由五個開關(guān)管（可選用絕緣柵雙極型晶體管IGBT，金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 MOSFET等有源開關(guān)）和一個快速恢復(fù)二極管組成的三相逆變電路結(jié)構(gòu)，通過該三相逆變電 路控制三相交流電機的運轉(zhuǎn)；根據(jù)電機的實時轉(zhuǎn)速所在的速度區(qū)間，按照預(yù)定的調(diào)制模式 切換原則，在各個扇區(qū)內(nèi)選用合理的矢量調(diào)制控制方法并靈活地彼此切換，從而實現(xiàn)三相 電機電流對稱輸出的目的，簡化了電路的復(fù)雜性，降低電機驅(qū)動系統(tǒng)的成本，三相逆變電路 也可以作為六開關(guān)電路的一種容錯冗余方案；矢量調(diào)制方法可以改善和補償電機驅(qū)動的性 能，使電機獲得與六開關(guān)逆變器驅(qū)動時相近的性能。
[0006] 本發(fā)明的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路，包括：直流電源，具有一正極和 一負極；第一開關(guān)管橋臂，連接于所述直流電源的所述正極和所述負極之間，由串聯(lián)連接的 第一晶體管和第二晶體管組成；第二開關(guān)管橋臂，連接于所述直流電源的所述正極和所述 負極之間，由串聯(lián)連接的第三晶體管和第四晶體管組成；第三開關(guān)管橋臂，連接于所述直流 電源的所述正極和所述負極之間，由串聯(lián)連接的第五晶體管和一快速恢復(fù)二極管組成；以 及電機，包括第一相、第二相和第三相，所述第一相、所述第二相和所述第三相中的其中之 一與所述第三開關(guān)管橋臂的中點連接，電機的其它二相分別與所述第一開關(guān)管橋臂的中點 連接和所述第二開關(guān)管橋臂的中點連接。
[0007] 本發(fā)明的三相逆變電路的矢量調(diào)制控制方法，包括：預(yù)先設(shè)置第一轉(zhuǎn)速閾值和第 二轉(zhuǎn)速閾值；采樣電機的實時轉(zhuǎn)速；比較所述實時轉(zhuǎn)速與所述第一轉(zhuǎn)速閾值的大??；所述 實時轉(zhuǎn)速小于所述第一轉(zhuǎn)速閾值時，所述三相逆變電路采用采用傳統(tǒng)六開關(guān)兩電平SVPffM 模式，即六開關(guān)兩電平空間矢量脈寬調(diào)制的矢量調(diào)制方式；所述實時轉(zhuǎn)速大于等于所述第 一轉(zhuǎn)速閾值且小于所述第二轉(zhuǎn)速閾值時，采用復(fù)合SVPffM模式1，即所述三相逆變電路采用 六開關(guān)兩電平空間矢量脈寬調(diào)制的矢量調(diào)制方式和類似無刷直流電機調(diào)制方式；以及所述 實時轉(zhuǎn)速大于等于所述第二轉(zhuǎn)速閾值時，采用復(fù)合SVPffM模式2,即所述三相逆變電路采用 方波運行的矢量調(diào)制方式和類似無刷直流電機調(diào)制方式。
[0008] 本發(fā)明提供一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路及其矢量調(diào)制控制方法，采用 采用三個開關(guān)臂控制交流三相電機的運轉(zhuǎn)，其中兩個開關(guān)管臂由兩個晶體管（可選用絕緣 柵雙極型晶體管IGBT，金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MOSFET等有源開關(guān)）串聯(lián)而成， 一個開關(guān)管臂由一個快速恢復(fù)二極管和一個晶體管串聯(lián)而成，并在AC/DC整流變換器兩端 連接直流母線電容，所述直流母線電容與開關(guān)管臂并聯(lián)連接；另外，根據(jù)電機的實時轉(zhuǎn)速所 在的速度區(qū)間，按照預(yù)定的調(diào)制模式切換原則，在各個扇區(qū)內(nèi)選用合理的矢量調(diào)制控制方 法并靈活地彼此切換，從而實現(xiàn)三相電機電流對稱輸出的目的；本發(fā)明能有效改善三相逆 變電路驅(qū)動三相交流電機系統(tǒng)的電機性能，一方面可以降低現(xiàn)有三相交流電機的驅(qū)動電路 的成本，也可以作為現(xiàn)有驅(qū)動電路的一種容錯冗余方案，另一方面有利于拓寬三相交流電 機的驅(qū)動電路的應(yīng)用領(lǐng)域，使公司可能推出更有競爭力的產(chǎn)品。
[0009] 應(yīng)了解的是，上述一般描述及以下【具體實施方式】僅為示例性及闡釋性的，其并不 能限制本發(fā)明所欲主張的范圍。
【附圖說明】
[0010] 下面的所附附圖是本發(fā)明的說明書的一部分，其繪示了本發(fā)明的示例實施例，所 附附圖與說明書的描述一起用來說明本發(fā)明的原理。
[0011] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路的實施方式 一的電路不意圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路的實施方式 ^的電路不意圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明實施例提供的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路的實施方式 二的電路不意圖；
[0014] 圖4為本發(fā)明實施例提供的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路的實施方式 四的電路不意圖；
[0015] 圖5為本發(fā)明實施例提供的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路的實施方式 五的電路不意圖；
[0016] 圖6為本發(fā)明實施例提供的電機驅(qū)動閉環(huán)控制器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017] 圖7為本發(fā)明實施例提供的三相逆變電路的直流電源的結(jié)構(gòu)框圖；
[0018] 圖8為本發(fā)明實施例提供的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路的實施方式 八的電路不意圖；
[0019] 圖9為本發(fā)明實施例提供的一種三相逆變電路的矢量調(diào)制控制方法的流程圖；
[0020] 圖10為本發(fā)明實施例提供的一種三相逆變電路的電壓空間矢量結(jié)構(gòu)圖。
[0021] 附圖符號說明：
[0022] 10直流電源 20第一開關(guān)管橋臂
[0023] 30第二開關(guān)管橋臂 40第三開關(guān)管橋臂
[0024] 50直流母線電容 60電機驅(qū)動閉環(huán)控制器
[0025] 61反饋信號采樣器 62電機閉環(huán)控制器單元
[0026] 63復(fù)合空間矢量調(diào)制單元
[0027] 70整流器閉環(huán)控制器
[0028] 11交流電源 12濾波器
[0029] 13整流變換器
[0030] Ql第一晶體管 Q2第二晶體管
[0031] Q3第三晶體管 Q4第四晶體管
[0032] Q5第五晶體管 D快速恢復(fù)二極管
[0033] M電機 U第一相
[0034] V第二相 W第三相
【具體實施方式】
[0035] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面將以附圖及詳細 敘述清楚說明本發(fā)明所揭示內(nèi)容的精神，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本
【發(fā)明內(nèi)容】
的 實施例后，當可由本
【發(fā)明內(nèi)容】
所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，其并不脫離本
【發(fā)明內(nèi)容】
的精 神與范圍。
[0036] 本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。 另外，在附圖及實施方式中所使用相同或類似標號的元件/構(gòu)件是用來代表相同或類似部 分。
[0037] 關(guān)于本文中所使用的"第一"、"第二"、…等，并非特別指稱次序或順位的意思，也 非用以限定本發(fā)明，其僅為了區(qū)別以相同技術(shù)用語描述的元件或操作。
[0038] 關(guān)于本文中所使用的方向用語，例如：上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方 向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本創(chuàng)作。
[0039] 關(guān)于本文中所使用的"包含"、"包括"、"具有"、"含有"等等，均為開放性的用語，即 意指包含但不限于。
[0040] 關(guān)于本文中所使用的"及/或"，包括所述事物的任一或全部組合。
[0041] 關(guān)于本文中所使用的用語"大致"、"約"等，用以修飾任何可以微變化的數(shù)量或誤 差，但這些微變化或誤差并不會改變其本質(zhì)。一般而言，此類用語所修飾的微變化或誤差的 范圍在部分實施例中可為20 %，在部分實施例中可為10 %，在部分實施例中可為5 %或是 其他數(shù)值。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當了解，前述提及的數(shù)值可依實際需求而調(diào)整，并不以此為 限。
[0042] 關(guān)于本文中所使用的用詞（terms)，除有特別注明外，通常具有每個用詞使用在此 領(lǐng)域中、在此申請的內(nèi)容中與特殊內(nèi)容中的平常意義。某些用以描述本申請的用詞將于下 或在此說明書的別處討論，以提供本領(lǐng)域技術(shù)人員在有關(guān)本申請的描述上額外的引導(dǎo)。
[0043] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路的實施方式 一的電路示意圖，如圖1所示，所述驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路包括直流電源10、第 一開關(guān)管橋臂20、第二開關(guān)管橋臂30、第三開關(guān)管橋臂40和電機M，其中，直流電源10具有 一正極和一負極；第一開關(guān)管橋臂20連接于所述直流電源（10)的所述正極和所述負極之 間，第一開關(guān)管橋臂20由串聯(lián)連接的第一晶體管Ql和第二晶體管Q2組成；第二開關(guān)管橋 臂30連接于所述直流電源10的所述正極和所述負極之間，第二開關(guān)管橋臂30由串聯(lián)連接 的第三晶體管Q3和第四晶體管Q4組成；第三開關(guān)管橋臂40連接于所述直流電源10的所 述正極和所述負極之間，第三開關(guān)管橋臂40由串聯(lián)連接的第五晶體管Q5和快速恢復(fù)二極 管D組成；所述電機M包括第一相U、第二相V和第三相W，所述第一相U與所述第三開關(guān)管 橋臂40的中點連接，所述第二相V與所述第二開關(guān)管橋臂30的中點連接，所述第三相W與 所述第一開關(guān)管橋臂20的中點連接。本發(fā)明的其它實施例中，所述第一相U與所述第三開 關(guān)管橋臂40的中點連接，所述第二相V與所述第一開關(guān)管橋臂20的中點連接，所述第三相 W與所述第二開關(guān)管橋臂30的中點連接。
[0044] 參照圖1，三相逆變電路用于驅(qū)動三相永磁交流同步電機（也適用于其它三相電 機，如感應(yīng)電機、永磁同步電機、內(nèi)置式永磁同步電機（IPMSM)等），從而實現(xiàn)系統(tǒng)的低成本 化要求，也可以作為現(xiàn)有六開關(guān)逆變器的一種容錯冗余方案；最大化地提高三相逆變電路 驅(qū)動三相交流電機的控制性能，實現(xiàn)在電機驅(qū)動系統(tǒng)要求的全速度范圍內(nèi)，有效地改善電 機驅(qū)動系統(tǒng)的輸出性能，提高電機的效率，最大限度地滿足相關(guān)產(chǎn)品的國際標準和行業(yè)標 準，本發(fā)明利用五個開關(guān)管（晶體管）和一個快速恢復(fù)二極管形成三個開關(guān)管橋臂組成的 逆變器，通過合理的矢量調(diào)制方法，能夠有效控制三相交流電機，因此，本發(fā)明相比較于現(xiàn) 有的三相交流電機的六開關(guān)電路驅(qū)動系統(tǒng)，能減小電路系統(tǒng)的成本，同時保持相似的系統(tǒng) 性能。
[0045] 而且，在本發(fā)明的其它實施例中，所述第一晶體管Q1、所述第二晶體管Q2、所述第 三晶體管Q3、所述第四晶體管Q4、所述第五晶體管Q5為開關(guān)型器件，包含但不限于絕緣柵 雙極型晶體管（IGBT)、金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET)等有源器件。無論是 IGBT還是MOSFET均為常用電子元器件，性能穩(wěn)定、成本低廉，能夠進一步減小電機驅(qū)動電 路系統(tǒng)的成本。
[0046] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路的實施方式 二的電路示意圖，圖2與圖1電子元器件相同，功能也相同，圖2與圖1的不同在于，所述第 一相U與所述第二開關(guān)管橋臂30的中點連接，所述第二相V與所述第三開關(guān)管橋臂40的中 點連接，所述第三相W與所述第一開關(guān)管橋臂20的中點連接。本發(fā)明的一其它實施例中， 所述第一相U與所述第一開關(guān)管橋臂20的中點連接，所述第二相V與所述第三開關(guān)管橋臂 40的中點連接，所述第三相W與所述第二開關(guān)管橋臂30的中點連接。
[0047] 圖3為本發(fā)明實施例提供的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路的實施方式 三的電路示意圖，圖3與1電子元器件相同，功能也相同，圖3與圖1的不同在于，所述第一 相U與所述第一開關(guān)管橋臂20的中點連接，所述第二相V與所述第二開關(guān)管橋臂30的中 點連接，所述第三相W與所述第三開關(guān)管橋臂40的中點連接。本發(fā)明的其它實施例中，所 述第一相U與所述第二開關(guān)管橋臂30的中點連接，所述第二相V與所述第一開關(guān)管橋臂20 的中點連接，所述第三相W與所述第三開關(guān)管橋臂40的中點連接。
[0048] 圖4為本發(fā)明實施例提供的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路的實施方式 四的電路示意圖，參見圖4,所述驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路還包括直流母線電容 50,其中，直流母線電容50連接于所述直流電源10的所述正極和所述負極之間，直流母線 電容50用于消除所述電機M對所述直流電源10的干擾，另外可適當降低電流母線電容的 容值，使用薄膜電容達到降低系統(tǒng)成本的目的。
[0049] 如圖4所示，小容量直流母線電容（例如可以采用小容值的金屬薄膜電容）的主 要作用是濾波，即消除感性負載通過絕緣柵雙極型晶體管（IGBT)產(chǎn)生的高頻差模干擾引 起的諧波，另外可延長三相逆變電路的使用壽命，同時保持整個三相電機驅(qū)動系統(tǒng)的穩(wěn)定， 降低成本；當選用大容量直流母線電容（例如采用大容值的電解電容），還可以儲存能量， 但成本相對增加，使用壽命減少。
[0050] 圖5為本發(fā)明實施例提供的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路的實施方式 五的電路示意圖，如圖5所示，所述驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路還包括電機驅(qū)動閉 環(huán)控制器60,其中，電機驅(qū)動閉環(huán)控制器60與所述第一晶體管Q1、所述第二晶體管Q2、所述 第三晶體管Q3、所述第四晶體管Q4和所述第五晶體管Q5的柵極連接，電機驅(qū)動閉環(huán)控制器 60用于控制所述第一晶體管Q1、所述第二晶體管Q2、所述第三晶體管Q3、所述第四晶體管 Q4和所述第五晶體管Q5的開關(guān)信號，從而驅(qū)動所述電機M轉(zhuǎn)動。
[0051] 參見圖5,電機驅(qū)動閉環(huán)控制器60可以利用空間矢量脈寬調(diào)制（SVPffM)信號或者 利用正弦波脈寬調(diào)制（SPffM)信號控制開關(guān)管（晶體管）的通斷，電機驅(qū)動閉環(huán)控制器60 向各個晶體管輸出周期為!^的方波脈沖信號，在一個周期T 3內(nèi)，如果方波信號為高電平，則 對應(yīng)的晶體管導(dǎo)通，從而向電機M的三相施加不同的電壓，驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)三相電機的 變頻控制，擴大了本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
[0052] 圖6為本發(fā)明實施例提供的電機驅(qū)動閉環(huán)控制器的結(jié)構(gòu)框圖，如圖6所示，所述電 機驅(qū)動閉環(huán)控制器60進一步包括反饋信號采樣器61、電機閉環(huán)控制器單元62和復(fù)合空間 矢量調(diào)制單元63,其中，反饋信號采樣器61用于檢測所述電機M的實時位置、轉(zhuǎn)速信息（可 通過位置傳感器檢測或通過無速度傳感器控制算法估算得到）和三相電流的大??；電機閉 環(huán)控制器單元62用于實現(xiàn)三相電機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制；復(fù)合空間矢量調(diào)制單元63,根 據(jù)矢量調(diào)制控制方法，輸出各個晶體管的驅(qū)動信號。其中，驅(qū)動信號用于控制所述第一晶體 管Ql、所述第二晶體管Q2、所述第三晶體管Q3、所述第四晶體管Q4和所述第五晶體管Q5通 斷以控制所述電機M運轉(zhuǎn)。
[0053] 參見圖6,反饋信號采樣器61可以檢測電機的實時位置、轉(zhuǎn)速信息和電機的三相 電流；電機閉環(huán)控制器單元62,用于實現(xiàn)三相電機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制；復(fù)合空間矢量 調(diào)制單元63通過反饋信號采樣器61獲得電機的實時轉(zhuǎn)速，根據(jù)電機的實時轉(zhuǎn)速進入對應(yīng) 的調(diào)制模式，從而有效地改善五開關(guān)逆變電路驅(qū)動三相電機時的效率與帶載能力，在降低 電機驅(qū)動系統(tǒng)成本的同時，使電機獲得與現(xiàn)有六開關(guān)逆變器驅(qū)動時相近的性能。
[0054] 圖7為本發(fā)明實施例提供的三相逆變電路的直流電源的結(jié)構(gòu)框圖，如圖7所示，三 相逆變電路的直流電源10進一步包括交流電源11、濾波器12和整流變換器13，其中，交流 電源11用作驅(qū)動所述電機M的供電電源，此交流電源可以是單相電源，也可以是三相電源； 濾波器12與所述交流電源11連接，濾波器12用于濾除變換器產(chǎn)生的各次諧波信號；整流 變換器13與所述濾波器12連接，整流變換器13用于實現(xiàn)將所述交流電源信號轉(zhuǎn)換成直流 電源信號。
[0055] 參見圖7,所述交流電源11可以為三相電源或者為單相電源；所述整流變換器13 可以為有源或無源整流變換器。濾波器12用來抑制變換器產(chǎn)生的諧波；整流變換器13可以 包括AC/DC轉(zhuǎn)換器和電能變換電路，其中，電能變換電路可為三相有源功率因數(shù)校正電路、 單相有源功率因數(shù)校正電路，或其他三相/單相無源整流電路。本發(fā)明由于濾波器12和整 流變換器13的結(jié)構(gòu)，進一步降低了電機驅(qū)動電路系統(tǒng)的成本，同時保持相似的電機驅(qū)動電 路系統(tǒng)性能。
[0056] 圖8為本發(fā)明實施例提供的一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路的實施方式 六的電路示意圖，如圖8所示，當所述整流變換器13為有源整流變換器時，所述驅(qū)動三相交 流電機的三相逆變電路還包括整流器閉環(huán)控制器70,其中，整流器閉環(huán)控制器70與所述整 流變換器13連接，整流器閉環(huán)控制器70用于根據(jù)所述交流電源信號和所述直流電源信號 向所述整流變換器13發(fā)送驅(qū)動信號，實現(xiàn)交流電能變換成直流電能，同時保證交流輸入端 的電能質(zhì)量。本發(fā)明的一具體實施例中，所述整流器閉環(huán)控制器70可以包括一整流器閉環(huán) 控制單元和一開關(guān)驅(qū)動單元，其中，整流器閉環(huán)控制單元可以檢測交流電源信號和直流電 源信號，通過閉環(huán)控制單元向所述整流變換器13輸出開關(guān)管的驅(qū)動信號。
[0057] 參見圖8,當所述整流變換器13為有源整流變換器（即整流變換器13采用開關(guān) 管）時，所述整流變換器13還需要整流器閉環(huán)控制器70驅(qū)動，整流器閉環(huán)控制器70通過 閉環(huán)控制和調(diào)制控制（空間矢量脈寬調(diào)制（SVPffM)方法或者正弦波脈寬調(diào)制（SPffM)方法） 控制開關(guān)管（晶體管）的通斷，當所述整流變換器13為無源整流變換器（即整流變換器13 采用二極管）時，整流器閉環(huán)控制器70可以省略，為用戶提供了廣泛的選擇，擴大了本發(fā)明 的應(yīng)用范圍。
[0058] 圖9為本發(fā)明實施例提供的一種三相逆變電路的矢量調(diào)制控制方法的流程圖，圖 10為本發(fā)明實施例提供的一種三相逆變電路的電壓空間矢量結(jié)構(gòu)圖，如圖9所示，所述三 相逆變電路的矢量調(diào)制控制方法包括：
[0059] 預(yù)先設(shè)置一第一轉(zhuǎn)速閾值和一第二轉(zhuǎn)速閾值；
[0060] 檢測電機的實時轉(zhuǎn)速；
[0061] 比較所述實時轉(zhuǎn)速與所述第一轉(zhuǎn)速閾值的大??；
[0062] 所述實時轉(zhuǎn)速小于所述第一轉(zhuǎn)速閾值時，電機（M)運行在低速區(qū)，采用傳統(tǒng)六開 關(guān)兩電平SVPffM模式，即六開關(guān)兩電平空間矢量脈寬調(diào)制的矢量調(diào)制方式；
[0063] 所述實時轉(zhuǎn)速是否大于等于所述第一轉(zhuǎn)速閾值且小于所述第二轉(zhuǎn)速閾值；
[0064] 所述實時轉(zhuǎn)速大于等于所述第一轉(zhuǎn)速閾值且小于所述第二轉(zhuǎn)速閾值時，電機（M) 運行在中速區(qū)，采用復(fù)合SVPffM模式1，即六開關(guān)兩電平空間矢量脈寬調(diào)制的矢量調(diào)制方式 和類似無刷直流電機調(diào)制方式；以及
[0065] 所述實時轉(zhuǎn)速大于等于所述第二轉(zhuǎn)速閾值時，電機（M)運行在高速區(qū)，采用復(fù)合 SVPffM模式2,即方波運行的矢量調(diào)制方式和類似無刷直流電機調(diào)制方式。
[0066] 參照圖10,三相逆變電路共有8種開關(guān)組合方式，分別對應(yīng)六個基本有效空間矢 量和兩個零矢量。參照圖9,本發(fā)明為了提高三相逆變電路（也稱為五開關(guān)逆變電路）驅(qū)動 三相交流電機的性能，基于傳統(tǒng)兩電平空間矢量的調(diào)制原理、無刷直流電機驅(qū)動的調(diào)制原 理和過調(diào)制方波控制原理，提出了一種復(fù)合空間矢量調(diào)制方法，即根據(jù)檢測到的電機的實 時轉(zhuǎn)速判斷電機所在的轉(zhuǎn)速區(qū)，按照預(yù)定的模式切換原則，在各個扇區(qū)（第一扇區(qū)I~第 六扇區(qū)VI )間進行復(fù)合調(diào)制模式控制方式的切換，相應(yīng)采用六開關(guān)矢量調(diào)制、類似無刷直 流電機（BLDC)驅(qū)動模式或方波驅(qū)動模式（參見圖10)，從而最大化地提高五開關(guān)逆變器驅(qū) 動三相交流電機的控制性能，實現(xiàn)在系統(tǒng)要求的全速度范圍內(nèi)，有效地改善系統(tǒng)的輸出性 能，提尚電機的效率，最大限度地滿足相關(guān)廣品的國際標準和彳丁業(yè)標準。
[0067] 參見圖10,結(jié)合圖1，本發(fā)明基于傳統(tǒng)兩電平空間矢量調(diào)制的方法，根據(jù)本電機驅(qū) 動系統(tǒng)電路的工作原理和特點，構(gòu)建出一種適用于不同轉(zhuǎn)速情況下的新型的復(fù)合空間電壓 矢量調(diào)制控制方法，即根據(jù)電機的實時轉(zhuǎn)速所在的速度區(qū)間，按照預(yù)定的模式切換原則，在 各個扇區(qū)內(nèi)選用合理的矢量調(diào)制控制方法并靈活地彼此切換，從而實現(xiàn)三相電機電流對稱 輸出的目的。
[0068] 參見圖9、圖10,本發(fā)明的一具體實施例中，所述矢量調(diào)制為復(fù)合電壓空間矢量調(diào) 制，所述實時轉(zhuǎn)速小于所述第一轉(zhuǎn)速閾值時，電機（M)運行在低速區(qū)，在扇區(qū)一部（包括第 三扇區(qū)III、第四扇區(qū)IV、第二扇區(qū)II的一半和第五扇區(qū)V的一半）和扇區(qū)二部（包括第一 扇區(qū)I、第六扇區(qū)VI、第二扇區(qū)II的一半和第五扇區(qū)V的一半）采用傳統(tǒng)的六開關(guān)兩電平 空間矢量脈寬調(diào)制的矢量調(diào)制方式；當所述實時轉(zhuǎn)速大于等于所述第一轉(zhuǎn)速閾值且小于所 述第二轉(zhuǎn)速閾值時，電機（M)運行在中速區(qū)，采用復(fù)合SVPffM模式1，即在扇區(qū)一部采用傳 統(tǒng)的六開關(guān)兩電平空間矢量脈寬調(diào)制的矢量調(diào)制方式，在扇區(qū)二部采用類似無刷直流電機 (BLDC)的調(diào)制方式；以及當所述實時轉(zhuǎn)速大于等于所述第二轉(zhuǎn)速閾值時，電機（M)運行在 高速區(qū)，采用復(fù)合SVPffM模式2,即在扇區(qū)一部采用方波運行的矢量調(diào)制方式，在扇區(qū)二部 采用類似無刷直流電機的調(diào)制方式。本發(fā)明的其它實施例中，所述復(fù)合電壓空間矢量調(diào)制 為空間矢量脈寬調(diào)制（SVPffM)或者為正弦波脈寬調(diào)制（SPffM)，本發(fā)明不以此為限。本發(fā)明 可以改善和補償電機驅(qū)動的性能，使電機獲得與現(xiàn)有的六開關(guān)逆變器（使用六個晶體管） 驅(qū)動時相近的性能。
[0069] 進一步參見表1、圖9、圖10,具體來說，表1是復(fù)合調(diào)制方法的說明。圖9是電機 驅(qū)動閉環(huán)控制器60的新型的復(fù)合空間矢量調(diào)制算法中的調(diào)制模式的切換選擇規(guī)則說明。 此規(guī)則主要是根據(jù)電機的不同轉(zhuǎn)速，進入相對應(yīng)的調(diào)制模式，實現(xiàn)在各個調(diào)制模式下的相 互之間的靈活切換，在各個扇區(qū)內(nèi)靈活地配置相應(yīng)的電壓矢量的控制模式，從而有效地改 善五開關(guān)逆變電路驅(qū)動三相電機時的效率與帶載能力。圖10為電機驅(qū)動閉環(huán)控制器60的 復(fù)合電壓空間矢量結(jié)構(gòu)分布圖。是在現(xiàn)有的兩電平六矢量的基礎(chǔ)上，結(jié)合類似無刷直流電 機和過調(diào)制狀況下的調(diào)制模式，構(gòu)建的一個新型的復(fù)合空間電壓矢量結(jié)構(gòu)分布。
[0070] 表 1
[0071]
[0073] 參見表1，通過電機轉(zhuǎn)速所在的不同轉(zhuǎn)速區(qū)域，切換進入相應(yīng)的調(diào)制模式，從而實 現(xiàn)對電機的復(fù)合調(diào)制控制。具體實施方法如下：
[0074] 1.低速區(qū)：此時實時轉(zhuǎn)速低于第一轉(zhuǎn)速閾值nl(nl數(shù)值可根據(jù)實際情況調(diào)整），采 用傳統(tǒng)六開關(guān)的矢量調(diào)制方式（不產(chǎn)生省去那個開關(guān)的信號），六開關(guān)的矢量調(diào)制方式可 以為空間矢量脈寬調(diào)制（SVPffM)或者為正弦波脈寬調(diào)制（SPffM)。
[0075] 2.中速區(qū)：此時實時轉(zhuǎn)速大于等于所述第一轉(zhuǎn)速閾值nl且小于所述第二轉(zhuǎn)速閾 值n2 (n2數(shù)值可根據(jù)實際情況調(diào)整）時，采用復(fù)合SVPffM模式1，即六開關(guān)的矢量調(diào)制方式 與類似無刷直流電機（BLDC)調(diào)制方式的復(fù)合調(diào)制方式：在第II扇區(qū)后半部分至第V扇區(qū) 前半部分（即扇區(qū)一部），調(diào)制仍然采用傳統(tǒng)六開關(guān)的矢量調(diào)制方式。扇區(qū)二部采用類似無 刷直流電機調(diào)制方式進行調(diào)制。
[0076] 3.高速區(qū)：此時實時轉(zhuǎn)速高于所述第二轉(zhuǎn)速閾值n2,采用復(fù)合SVPffM模式2,即方 波運行的調(diào)制方式與類似無刷直流電機調(diào)制方式的復(fù)合調(diào)制方式：在扇區(qū)一部用方波運行 的調(diào)制方式，以增大在高速時電機的電磁轉(zhuǎn)矩輸出能力，扇區(qū)二部仍采用類似無刷直流電 機調(diào)制方式進行調(diào)制。
[0077] 參見圖1~圖3、圖10,當所述第一相U與所述第三開關(guān)管橋臂40的中點連接，所 述第一開關(guān)管橋臂20和所述第二開關(guān)管橋臂30的中點連接可被任意分別定義為第二相 (V)或第三相（W)，所述分割直線穿過第二扇區(qū)和第五扇區(qū)，所述分割直線的左邊為所述扇 區(qū)一部，所述分割直線的右邊為所述扇區(qū)二部。
[0078] 此時，部分第二扇區(qū)、第三扇區(qū)、第四扇區(qū)和部分第五扇區(qū)為所述扇區(qū)一部；部分 第五扇區(qū)、第六扇區(qū)、第一扇區(qū)和部分第二扇區(qū)為所述扇區(qū)二部；由于電機M的第一相U與 所述第三開關(guān)管橋臂40的中點連接，當電壓矢量在所述扇區(qū)一部時，第三開關(guān)管橋臂40的 中點為低電平，即所述第一晶體管Q5導(dǎo)通，當電壓矢量在所述扇區(qū)二部時，第三開關(guān)管橋 臂40的中點為高電平，即所述第一晶體管Q5截止，第三開關(guān)管橋臂40的中點電平被上拉 為高電平，在這種情況下，當電壓矢量在所述扇區(qū)一部時，電機處于反壓狀態(tài)，當電壓矢量 在所述扇區(qū)二部時，電機處于正壓狀態(tài)。當電機運行在低速區(qū)，無論電壓矢量在所述扇區(qū)一 部還是在扇區(qū)二部，由于電機電流比較小，使用兩電平SVPffM調(diào)制模式均能讓電機輸出與 現(xiàn)有六開關(guān)逆變器相近的功率；當電機運行在中速區(qū)，電壓矢量在所述扇區(qū)一部時，由于第 五晶體管Q5導(dǎo)通，仍然可以使用兩電平SVPffM調(diào)制模式，電壓矢量在所述扇區(qū)二部時，由于 第五晶體管Q5截止，且快速恢復(fù)二極管D不具有晶體管電流反向?qū)ㄐ阅?，此時應(yīng)當使用 類似BLDC驅(qū)動模式，這樣才能保證電機的輸出特性與現(xiàn)有六開關(guān)逆變器相近；當電機運行 在高速區(qū)，電壓矢量在所述扇區(qū)一部時，由于第五晶體管Q5導(dǎo)通，但此時電機電流過大，應(yīng) 當使用方波驅(qū)動調(diào)制模式以提高電機的電磁轉(zhuǎn)矩能力，電壓矢量在所述扇區(qū)二部時，第五 晶體管Q5截止，仍然使用類似BLDC驅(qū)動模式，這樣才能保證電機的輸出特性與現(xiàn)有六開關(guān) 逆變器相當。
[0079] 當所述第二相V與所述第三開關(guān)管橋臂40的中點連接，所述第一開關(guān)管橋臂20 和所述第二開關(guān)管橋臂30的中點連接可被任意分別定義為第一相（U)或第三相（W)，所述 分割直線穿過第一扇區(qū)和第四扇區(qū)，所述分割直線的下方為所述扇區(qū)一部，所述分割直線 的上方為所述扇區(qū)二部。
[0080] 此時，部分第四扇區(qū)、第五扇區(qū)、第六扇區(qū)和部分第一扇區(qū)為所述扇區(qū)一部；部分 第一扇區(qū)、第二扇區(qū)、第三扇區(qū)和部分第四扇區(qū)為所述扇區(qū)二部；由于電機M的第二相V與 所述第三開關(guān)管橋臂40的中點連接，當電壓矢量在所述扇區(qū)一部時，第三開關(guān)管橋臂40的 中點為低電平，即所述第一晶體管Q5導(dǎo)通；當電壓矢量在所述扇區(qū)二部時，第三開關(guān)管橋 臂40的中點為高電平，即所述第一晶體管Q5截止，第三開關(guān)管橋臂40的中點電平被上拉 為高電平；在這種情況下，當電壓矢量在所述扇區(qū)一部時，電機處于反壓狀態(tài)，當電壓矢量 在所述扇區(qū)二部時，電機處于正壓狀態(tài)。當電機運行在低速區(qū)，無論電壓矢量在所述扇區(qū)一 部還是在扇區(qū)二部，由于電機電流比較小，使用傳統(tǒng)兩電平SVPffM調(diào)制模式均能讓電機輸 出與現(xiàn)有六開關(guān)逆變器相近的功率；當電機運行在中速區(qū)，電壓矢量在所述扇區(qū)一部時，由 于第五晶體管Q5導(dǎo)通，仍然可以使用傳統(tǒng)兩電平SVPffM調(diào)制模式，電壓矢量在所述扇區(qū)二 部時，由于第五晶體管Q5截止，且快速恢復(fù)二極管D不具有晶體管電流反向?qū)ㄐ阅?，此時 應(yīng)當使用類似BLDC驅(qū)動模式，這樣才能保證電機輸出特性與現(xiàn)有六開關(guān)逆變器相似；當電 機運行在高速區(qū)，電壓矢量在所述扇區(qū)一部時，由于第五晶體管Q5導(dǎo)通，但此時電機電流 過大，應(yīng)當使用方波驅(qū)動調(diào)制模式；電壓矢量在所述扇區(qū)二部時，第五晶體管Q5截止，仍然 可以使用類似BLDC驅(qū)動模式，這樣才能保證電機輸出特性與現(xiàn)有六開關(guān)逆變器相近。
[0081] 當所述第三相W與所述第三開關(guān)管橋臂40的中點連接時，所述第一開關(guān)管橋臂20 和所述第二開關(guān)管橋臂30的中點連接可被任意分別定義為第一相（U)或第三相（W)，所述 分割直線穿過第三扇區(qū)和第六扇區(qū)，所述分割直線的上方為所述扇區(qū)一部，所述分割直線 的下方為所述扇區(qū)二部。
[0082] 此時，部分第一扇區(qū)、第二扇區(qū)、部分第三扇區(qū)和部分第六扇區(qū)為所述扇區(qū)一部； 部分第三扇區(qū)、第四扇區(qū)、第五扇區(qū)和部分第六扇區(qū)為所述扇區(qū)二部；由于電機M的第三相 W與所述第三開關(guān)管橋臂40的中點連接，當電壓矢量在所述扇區(qū)一部時，第三開關(guān)管橋臂 40的中點為低電平，即所述第一晶體管Q5導(dǎo)通，當電壓矢量在所述扇區(qū)二部時，第三開關(guān) 管橋臂40的中點為高電平，即所述第一晶體管Q5截止，第三開關(guān)管橋臂40的中點電平被 上拉為高電平；在這種情況下，當電壓矢量在所述扇區(qū)一部時，電機處于反壓狀態(tài)，當電壓 矢量在所述扇區(qū)二部時，電機處于正壓狀態(tài)。當電機運行在低速區(qū)，無論電壓矢量在所述扇 區(qū)一部還是在扇區(qū)二部，由于電機電流比較小，使用傳統(tǒng)兩電平SVPffM調(diào)制模式均能讓電 機輸出特性與現(xiàn)有六開關(guān)逆變器相近；當電機運行在中速區(qū)，電壓矢量在所述扇區(qū)一部時， 由于第五晶體管Q5導(dǎo)通，仍然可以使用兩電平SVPffM調(diào)制模式；電壓矢量在所述扇區(qū)二部 時，由于第五晶體管Q5截止，且快速恢復(fù)二極管D不具有晶體管電流反向?qū)ㄐ阅?，此時應(yīng) 當使用類似BLDC驅(qū)動模式，這樣才能保證電機輸出特性與現(xiàn)有六開關(guān)逆變器相近；當電機 運行在高速區(qū)，電壓矢量在所述扇區(qū)一部時，由于第五晶體管Q5導(dǎo)通，但此時電機電流過 大，應(yīng)當使用方波驅(qū)動調(diào)制模式，電壓矢量在所述扇區(qū)二部時，第五晶體管Q5截止，仍然可 以使用類似BLDC驅(qū)動模式，這樣才能保證電機輸出特性與現(xiàn)有六開關(guān)逆變器相近。
[0083] 本發(fā)明提供一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路及其矢量調(diào)制控制方法，采用 三個開關(guān)臂控制交流三相電機的運轉(zhuǎn)，其中，兩個開關(guān)管臂由兩個晶體管（可選用絕緣柵 雙極型晶體管（IGBT)，金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET)等有源開關(guān)管）串聯(lián)而 成，一個開關(guān)管臂由一個快速恢復(fù)二極管和一個晶體管串聯(lián)而成，并在AC/DC整流變換器 兩端連接直流母線電容，所述直流母線電容與開關(guān)管臂并聯(lián)連接；另外，根據(jù)電機的實時轉(zhuǎn) 速所在的速度區(qū)間，按照預(yù)定的復(fù)合調(diào)制模式切換原則，在各個扇區(qū)內(nèi)選用合理的矢量調(diào) 制控制方法并靈活地彼此切換，從而實現(xiàn)三相電機電流對稱輸出的目的；本發(fā)明能有效改 善三相逆變電路驅(qū)動三相交流電機系統(tǒng)的電機性能，一方面可以降低現(xiàn)有三相交流電機的 驅(qū)動電路的成本，也可以作為傳統(tǒng)驅(qū)動電路的一種容錯冗余方案，另一方面有利于拓寬三 相交流電機的驅(qū)動電路的應(yīng)用領(lǐng)域，使公司可能推出更有競爭力的產(chǎn)品。
[0084] 本發(fā)明還至少具有如下有效技術(shù)效果：
[0085] 1.本發(fā)明利用五開關(guān)管組成的電機驅(qū)動電路簡化了現(xiàn)有電機驅(qū)動電路的復(fù)雜性， 可以降低系統(tǒng)的成本，也可以作為六開關(guān)電機電路的一種容錯冗余方案；
[0086] 2.三相逆變電路（五開關(guān)管電機驅(qū)動電路）的空間矢量調(diào)制方法可以改善和補償 電機驅(qū)動的性能，使電機獲得與傳統(tǒng)的六開關(guān)逆變器驅(qū)動時相近的性能；
[0087] 3.本發(fā)明提供的三相逆變電路不需要增加的額外檢測、保護電路，不需要另外的 開支；
[0088] 4.本發(fā)明提供的復(fù)合空間矢量調(diào)制方法的算法簡單，電機驅(qū)動電路具有較好的魯 棒性，能夠延長直流母線電容和三相交流電機的壽命；
[0089] 5.本發(fā)明能夠結(jié)合電機驅(qū)動系統(tǒng)電路的工作原理、電機的運行方式以及電機驅(qū)動 系統(tǒng)成本來綜合考慮采取既降低成本又能方便地實現(xiàn)電機的有效控制。
[0090] 以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實施方式】，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前 提下，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員所做出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路，其特征在于，所述驅(qū)動三相交流電機的三 相逆變電路包括： 一直流電源（10)，具有一正極和一負極； 一第一開關(guān)管橋臂（20)，連接于所述直流電源（10)的所述正極和所述負極之間，由串 聯(lián)連接的第一晶體管（Q1)和第二晶體管（Q2)組成； 一第二開關(guān)管橋臂（30)，連接于所述直流電源（10)的所述正極和所述負極之間，由串 聯(lián)連接的第三晶體管（Q3)和第四晶體管（Q4)組成； 一第三開關(guān)管橋臂（40)，連接于所述直流電源（10)的所述正極和所述負極之間，由串 聯(lián)連接的第五晶體管（Q5)和一快速恢復(fù)二極管（D)組成；以及 一電機（M)，包括第一相（U)、第二相（V)和第三相（W)，所述第一相（U)、所述第二相 (V)和所述第三相（W)中的其中之一與所述第三開關(guān)管橋臂（40)的中點連接，電機（M)的 其它二相分別與所述第一開關(guān)管橋臂（20)的中點連接和所述第二開關(guān)管橋臂（30)的中點 連接。2. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路，其特征在于，所述驅(qū)動三 相交流電機的三相逆變電路還包括： 一直流母線電容（50)，連接于所述直流電源（10)的所述正極和所述負極之間，用于儲 能和消除高頻差模信號干擾。3. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路，其特征在于，所述驅(qū)動三 相交流電機的三相逆變電路還包括： 一電機驅(qū)動閉環(huán)控制器（60)，與所述第一晶體管（Q1)、所述第二晶體管（Q2)、所述第 三晶體管（Q3)、所述第四晶體管（Q4)和所述第五晶體管（Q5)的柵極連接，用于通過電機閉 環(huán)控制算法和矢量調(diào)制控制方法控制所述第一晶體管（Q1)、所述第二晶體管（Q2)、所述第 三晶體管（Q3)、所述第四晶體管（Q4)和所述第五晶體管（Q5)，實現(xiàn)驅(qū)動所述電機（M)。4. 如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路，其特征在于，所述電機的 驅(qū)動閉環(huán)控制器(60)進一步包括： 一反饋信號采樣器（61)，用于檢測所述電機（M)的實時位置、轉(zhuǎn)速信息和三相電流； 一電機閉環(huán)控制器單元（62)，與所述反饋信號采樣器（61)連接，用于實現(xiàn)三相電機的 轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制；以及 一復(fù)合空間矢量調(diào)制單元（63)，與所述電機閉環(huán)控制器單元（62)連接，用于根據(jù)矢量 調(diào)制控制方法，調(diào)節(jié)第一晶體管（Q1)、所述第二晶體管（Q2)、所述第三晶體管（Q3)、所述第 四晶體管（Q4)和所述第五晶體管（Q5)的驅(qū)動信號，從而驅(qū)動所述電機（M)正常運行。5. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路，其特征在于，所述直流電 源（10)進一步包括： 一交流電源（11)，用作驅(qū)動所述電機（M)的供電電源； 一濾波器（12)，與所述交流電源（11)連接，用于濾除變換器產(chǎn)生的各次諧波信號；以 及 一整流變換器（13)，與所述濾波器（12)連接，用于實現(xiàn)將所述交流電源信號轉(zhuǎn)換成直 流電源信號。6. 如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路，其特征在于，所述整流變 換器（13)為源整流變換器，所述驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路還包括： 一整流器閉環(huán)控制器（70)，與所述整流變換器（13)連接，用于根據(jù)所述交流電源信號 和所述直流電源信號向所述整流變換器（13)發(fā)送驅(qū)動信號，實現(xiàn)交流電能變換成直流電 能，同時保證交流輸入端的電能質(zhì)量。7. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路，其特征在于，所述第一晶 體管（Q1)、所述第二晶體管（Q2)、所述第三晶體管（Q3)、所述第四晶體管（Q4)、所述第五晶 體管（Q5)為開關(guān)型器件。8. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動三相交流電機的三相逆變電路，其特征在于，所述電機（M) 為永磁同步電機。9. 一種三相逆變電路的矢量調(diào)制控制方法，其特征在于，所述三相逆變電路的矢量調(diào) 制控制方法包括： 預(yù)先設(shè)置一第一轉(zhuǎn)速閾值和一第二轉(zhuǎn)速閾值； 采樣電機的實時轉(zhuǎn)速； 比較所述實時轉(zhuǎn)速與所述第一轉(zhuǎn)速閾值的大??； 所述實時轉(zhuǎn)速小于所述第一轉(zhuǎn)速閾值時，電機（M)運行在低速區(qū)，采用傳統(tǒng)六開關(guān)兩 電平空間矢量脈寬調(diào)制SVPWM ; 所述實時轉(zhuǎn)速大于等于所述第一轉(zhuǎn)速閾值且小于所述第二轉(zhuǎn)速閾值時，所述電機（M) 運行在中速區(qū)，采用復(fù)合SVPWM模式1 ;以及 所述實時轉(zhuǎn)速大于等于所述第二轉(zhuǎn)速閾值時，所述電機（M)運行在高速區(qū)，采用復(fù)合 SVPWM 模式 2。10. 如權(quán)利要求9所述的三相逆變電路的矢量調(diào)制控制方法，其特征在于，所述矢量調(diào) 制是復(fù)合電壓空間矢量調(diào)制，穿過電壓空間矢量圖中點的分割直線將所述電壓空間矢量圖 左、右兩大部分，分別是扇區(qū)一部和扇區(qū)二部， 所述實時轉(zhuǎn)速小于所述第一轉(zhuǎn)速閾值時，所述電機（M)運行在低速區(qū)，在所述扇區(qū)一 部和所述扇區(qū)二部采用傳統(tǒng)六開關(guān)兩電平SVPWM的矢量調(diào)制方式； 所述實時轉(zhuǎn)速大于等于所述第一轉(zhuǎn)速閾值且小于所述第二轉(zhuǎn)速閾值時，所述電機（M) 運行在中速區(qū)，所述復(fù)合SVPWM模式1包括傳統(tǒng)六開關(guān)兩電平SVPWM的矢量調(diào)制方式和類 似無刷直流電機調(diào)制方式，在所述扇區(qū)一部采用傳統(tǒng)六開關(guān)兩電平SVPWM的矢量調(diào)制方 式，在所述扇區(qū)二部采用類似無刷直流電機調(diào)制方式；以及 所述實時轉(zhuǎn)速大于等于所述第二轉(zhuǎn)速閾值時，所述電機（M)運行在高速區(qū)，所述復(fù)合 SVPWM模式2包括方波運行的矢量調(diào)制方式和類似無刷直流電機調(diào)制方式，在所述扇區(qū)一 部采用方波運行的矢量調(diào)制方式，在所述扇區(qū)二部采用類似無刷直流電機調(diào)制方式。11. 如權(quán)利要求10所述的三相逆變電路的矢量調(diào)制控制方法，其特征在于，當所述第 三開關(guān)管橋臂（40)的中點連接第一相（U)時，所述第一開關(guān)管橋臂（20)的中點連接第二 相（V)、所述第二開關(guān)管橋臂（30)的中點連接第三相（W)，或者，所述第一開關(guān)管橋臂（20) 的中點連接第三相（W)、所述第二開關(guān)管橋臂（30)的中點連接第二相（V)，所述分割直線穿 過第二扇區(qū)和第五扇區(qū)，所述分割直線的左邊為所述扇區(qū)一部，所述分割直線的右邊為所 述扇區(qū)二部； 當所述第三開關(guān)管橋臂（40)的中點連接第二相（V)時，所述第一開關(guān)管橋臂（20)的 中點連接第一相（U)，所述第二開關(guān)管橋臂（30)的中點連接第三相（W)，或者，所述第一開 關(guān)管橋臂（20)的中點連接第三相（W)，所述第二開關(guān)管橋臂（30)的中點連接第一相（U)， 所述分割直線穿過第一扇區(qū)和第四扇區(qū)，所述分割直線的下方為所述扇區(qū)一部，所述分割 直線的上方為所述扇區(qū)二部；以及 當所述第三開關(guān)管橋臂（40)的中點連接第三相（W)時，所述第一開關(guān)管橋臂（20)的 中點連接第一相（U)，所述第二開關(guān)管橋臂（30)的中點連接第二相（V)，或者，所述第一開 關(guān)管橋臂（20)的中點連接第二相（V)，所述第二開關(guān)管橋臂（30)的中點連接第一相（U)， 所述分割直線將穿過第三扇區(qū)和第六扇區(qū)，所述分割直線的上方為所述扇區(qū)一部，所述分 割直線的下方為所述扇區(qū)二部。
【文檔編號】H02P27/12GK106033947SQ201510103172
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月10日
【發(fā)明人】羅泠
【申請人】樂金電子研發(fā)中心(上海)有限公司