一种含PFC的电机驱动电路及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种含PFC的电机驱动电路及其控制方法。该含PFC的电机驱动电路包括PFC电路、储能续流电路和逆变电路，其中，PFC电路用以调整电流波形，提高功率因数；储能续流电路用以向所述逆变电路供应逆变驱动电流；逆变电路用以驱动三相电机。本发明专利技术的电机驱动电路能够适用于不同功率电机，实现软启动，提高了效率，具有高功率因数、低电流谐波含量、高效率等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种含PFC的电机驱动电路及其控制方法
本专利技术涉及电子驱动技术，特别涉及一种含PFC的电机驱动电路及其控制方法。
技术介绍
电机在工业场合无处不在。大功率电机在启动瞬间会产生较大的电流冲击，会造成电网电压下降，影响其它用电设备的正常运行。同时过大的启动电流会使电机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电机寿命。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种可应用于不同功率且能实现软启动的含PFC的电机驱动电路及其控制方法。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用以下技术方案：一种含PFC的电机驱动电路，包括PFC电路、储能续流电路和逆变电路，其中，所述PFC电路包括功率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q3、功率开关管Q4、功率开关管Q5、功率开关管Q6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6，功率开关管Q1的集电极、功率开关管Q2的集电极和二极管D1的阴极相连，功率开关管Q3的集电极、功率开关管Q4的集电极和二极管D3的阴极相连，功率开关管Q5的集电极、功率开关管Q6的集电极和二极管D5的阴极相连；功率开关管Q2的发射极和二极管D2的阳极相连，功率开关管Q4的发射极和二极管D4的阳极相连，功率开关管Q6的发射极和二极管D6的阳极相连；二极管D2的阴极、二极管D4的阴极、二极管D6的阴极和所述储能续流电路的第一端相连；二极管D1的阳极、二极管D3的阳极、二极管D5的阳极和所述储能续流电路的第二端相连；所述逆变电路包括功率开关管Q1’、功率开关管Q2’、功率开关管Q3’、功率开关管Q4’、功率开关管Q5’、功率开关管Q6’、二极管D1’、二极管D2’、二极管D3’、二极管D4’、二极管D5’和二极管D6’，二极管D1’的阴极、二极管D3’的阴极、二极管D5’的阴极和所述储能续流电路的第一端相连；二极管D1’的阳极和功率开关管Q1’的发射极相连，二极管D3’的阳极和功率开关管Q3’的发射极相连，二极管D5’的阳极和功率开关管Q5’的发射极相连；功率开关管Q1’的集电极和二极管D2’的阴极相连，功率开关管Q3’的集电极和二极管D4’的阴极相连，功率开关管Q5’的集电极和二极管D6’的阴极相连；二极管D2’的阳极和功率开关管Q2’的发射极相连，二极管D4’的阳极和功率开关管Q4’的发射极相连，二极管D6’的阳极和功率开关管Q6’的发射极相连；二极管D2’的阴极、二极管D4’的阴极、二极管D6’的阴极和所述储能续流电路的第二端相连。在使用时，功率开关管Q1的发射极、功率开关管Q3的发射极、功率开关管Q5的发射极分别与三相三线电源的三根相线相连；功率开关管Q1’的集电极与二极管D2’的阴极相连处作为三相电机U相接入点，功率开关管Q3’的集电极与二极管D4’的阴极相连处作为三相电机V相接入点，功率开关管Q5’的集电极与二极管D6’的阴极相连处作为三相电机W相接入点。进一步地，所述储能续流电路包括电感L1，电感L1的一端为所述储能续流电路的第一端，电感L1的另一端为所述储能续流电路的第二端。进一步地，所述功率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q3、功率开关管Q4、功率开关管Q5、功率开关管Q6、功率开关管Q1’、功率开关管Q2’、功率开关管Q3’、功率开关管Q4’、功率开关管Q5’、功率开关管Q6’分别为MOS管或IGBT管。上述的含PFC的电机驱动电路的控制方法，包括PFC电路控制及逆变电路控制，其中，所述PFC电路控制包括如下步骤：步骤一、根据三相电源电压相互关系将一个基波周期分为十二个扇区；步骤二、对当前输入的三相电源电压信号进行幅值检测，判断三相电源电压在当前时刻所处的扇区和相位；步骤三、在每个扇区内，根据三相电源电压大小分别定义为高电压相、中电压相和低电压相：其中，当所述中电压相电压幅值为正时，执行步骤四；当所述中电压相电压幅值为负时，执行步骤五；步骤四、一直导通所述低电压相所对应的负向功率开关管，同时对所述高电压相所对应的正向功率开关管和所述中电压相所对应的正向功率开关管进行PWM控制，在扇区内一直关闭其余三个功率开关管；步骤五、一直导通所述高电压相所对应的正向功率开关管，同时对所述中电压相所对应的负向功率开关管和所述低电压相所对应的负向功率开关管进行PWM控制，在扇区内一直关闭其余三个功率开关管；所述逆变电路控制包括如下步骤：步骤一、对当前的三相电机感应电压信号进行幅值检测，根据三相电机感应电压大小分别定义为高电压相、中电压相和低电压相；步骤二、根据电机控制原理计算出电机三相给定电流，根据三相给定电流大小(以流入电机方向为电流正方向)分别定义为高电流相、中电流相和低电流相：其中，当所述中电流相电流幅值为正时，执行步骤三；当所述中电流相电流幅值为负时，执行步骤四；步骤三、一直导通所述低电流相所对应的上桥臂功率开关管，其中，当所述高电流相对应相感应电压幅值大于中电流相对应相感应电压幅值时，执行步骤五；当所述高电流相对应相感应电压幅值小于中电流相对应相感应电压幅值时，执行步骤六；步骤四、一直导通所述高电流相所对应的下桥臂功率开关管，其中，当所述中电流相对应相感应电压幅值大于低电流相对应相感应电压幅值时，执行步骤七；当所述中电流相对应相感应电压幅值小于低电流相对应相感应电压幅值时，执行步骤八；步骤五、一直导通所述高电流相所对应的下桥臂功率开关管，对所述中电流相所对应的下桥臂功率开关管进行PWM控制；步骤六、一直导通所述中电流相所对应的下桥臂功率开关管，对所述高电流相所对应的下桥臂功率开关管进行PWM控制；步骤七、一直导通所述低电流相所对应的上桥臂功率开关管，对所述中电流相所对应的上桥臂功率开关管进行PWM控制；步骤八、一直导通所述中电流相所对应的上桥臂功率开关管，对所述低电流相所对应的上桥臂功率开关管进行PWM控制。进一步地，所述PFC电路控制电感L1电流等于电机三相给定电流绝对值最大项。本专利技术的有益效果：本专利技术的含PFC的电机驱动电路能够适用于不同功率电机，实现软启动，提高了效率，具有高功率因数、低电流谐波含量、高效率等优点。附图说明图1为本专利技术一个实施例的含PFC的电机驱动电路的示意图。图2(a)～(c)显示了在电网电压Ua>Ub>0>Uc时，一种典型控制方式下，本专利技术一个实施例的含PFC的电机驱动电路实现全控整流的电流回路模态。图3(a)～(b)显示了在电机参考电流iv>0>iu>iw、电机感应电压Uv>Uu>0>Uw时，一种典型控制方式下，本专利技术一个实施例的含PFC的电机驱动电路实现逆变的电流回路模态。附图标记解释：100.PFC电路、200.储能续流电路、300.逆变电路。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含PFC的电机驱动电路，包括PFC电路、储能续流电路和逆变电路，其中，/n所述PFC电路包括功率开关管Q

【技术特征摘要】
1.一种含PFC的电机驱动电路，包括PFC电路、储能续流电路和逆变电路，其中，
所述PFC电路包括功率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q3、功率开关管Q4、功率开关管Q5、功率开关管Q6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6，功率开关管Q1的集电极、功率开关管Q2的集电极和二极管D1的阴极相连，功率开关管Q3的集电极、功率开关管Q4的集电极和二极管D3的阴极相连，功率开关管Q5的集电极、功率开关管Q6的集电极和二极管D5的阴极相连；功率开关管Q2的发射极和二极管D2的阳极相连，功率开关管Q4的发射极和二极管D4的阳极相连，功率开关管Q6的发射极和二极管D6的阳极相连；二极管D2的阴极、二极管D4的阴极、二极管D6的阴极和所述储能续流电路的第一端相连；二极管D1的阳极、二极管D3的阳极、二极管D5的阳极和所述储能续流电路的第二端相连；
所述逆变电路包括功率开关管Q1’、功率开关管Q2’、功率开关管Q3’、功率开关管Q4’、功率开关管Q5’、功率开关管Q6’、二极管D1’、二极管D2’、二极管D3’、二极管D4’、二极管D5’和二极管D6’，二极管D1’的阴极、二极管D3’的阴极、二极管D5’的阴极和所述储能续流电路的第一端相连；二极管D1’的阳极和功率开关管Q1’的发射极相连，二极管D3’的阳极和功率开关管Q3’的发射极相连，二极管D5’的阳极和功率开关管Q5’的发射极相连；功率开关管Q1’的集电极和二极管D2’的阴极相连，功率开关管Q3’的集电极和二极管D4’的阴极相连，功率开关管Q5’的集电极和二极管D6’的阴极相连；二极管D2’的阳极和功率开关管Q2’的发射极相连，二极管D4’的阳极和功率开关管Q4’的发射极相连，二极管D6’的阳极和功率开关管Q6’的发射极相连；二极管D2’的阴极、二极管D4’的阴极、二极管D6’的阴极和所述储能续流电路的第二端相连。


2.根据权利要求1所述的含PFC的电机驱动电路，其特征在于：所述储能续流电路包括电感L1，电感L1的一端为所述储能续流电路的第一端，电感L1的另一端为所述储能续流电路的第二端。


3.根据权利要求1所述的含PFC的电机驱动电路，其特征在于：所述功率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q3、功率开关管Q4、功率开关管Q5、功率开关管Q6、功率开关管Q1’、功率开关管Q2’、功率开关管Q3’、功率开关管Q4’、功率开关管Q5’、功率开关管Q6’分别为MOS管或IGBT管。


4.根据权利要求1～3任一权利要求所述的含PFC的电机驱动电路的控制方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌，周镇，胡质良，李俊，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36