一种永磁同步电机续流储能消磁装置及其实现方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机续流储能消磁装置及其实现方法，装置在现有永磁同步电机的功率驱动模块基础上，增设续流储能模块和统一为对储能电容电压变化监测消磁完成情况的监测模块；续流储能模块包括MOS管Q7、二极管VD及储能的电容C2；二极管VD以正向跨接在电源正极至功率驱动模块供电的母线之间；电容C2负极与电源VDC正极相接，MOS管Q7漏极与电容C2正极相接，源极与二极管VD阴极相接，栅极与单片机相接；单片机A/D输入与监测模块输出相接，通过监测模块直接从电容C2两端釆样电压变化，或间接从电容C2正极至电源负极之间获取电压，以稳压管稳压降低电源电压对釆样精度的影响后采样电压变化。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机续流储能消磁装置及其实现方法
本专利技术涉及永磁同步电机的
，具体地讲涉及三相定子绕组星形接法的永磁同步电机停机续流储能消除剩磁的装置及其实现方法。
技术介绍
一、在介绍
技术介绍
之前，本申请人首先对与现有技术中相关联的主要器件有关特性基础理论进行说明：⑴对于MOS管阐述如下：对于大功率MOS管来说，MOS管的漏极(D)和源极(S)之间存在由生产工艺造成的寄生二极管(体二极管)，寄生二极管的作用：当电路中产生很大的瞬间反向电流时，可以通过这个二极管导出来，不至于击穿这个MOS管(起到保护MOS管的作用)；大功率MOS管用于三相永磁同步电机的功率驱动模块中功率桥臂时，其寄生二极管与外接的用于续流的二极管共同(当寄生二极管完全能够承担所通续流大小时，可以不增加外接的用于续流的二极管)完成：电机正常运转时从通电切换为断电的相及停机时切断的通电相，产生的反向电动势续流、消磁；MOS管分为N沟道和P沟道两种，NMOS管寄生二极管的正极在源极(S)上,负极在漏极(D)上,而PMOS管寄生二极管的正极在漏极(D)上,负极在源极(S)上；NMOS管和PMOS管当作开关使用时,其电流方向是不一样的：NMOS管当作开关使用时，电流ID的方向由漏极(D)指向源极(S)；PMOS管当作开关使用时，电流ID的方向由源极(S)指向漏极(D)；MOS管与三极管不同,是可以反向导通的；MOS管栅极(G)与源极(S)之间控制电压满足导通条件时,电流ID可以从漏极(D)流向源极(S)，电流ID也可以从源极(S)流向漏极(D)，其电流ID方向取决于加于漏极(D)与源极(S)之间电压的方向，具体是：①对于NMOS管：当加于漏极(D)与源极(S)之间电压的方向指向源极(S)，是做为开关使用，电流ID的方向由漏极(D)指向源极(S)，此时仅当MOS管栅极(G)与源极(S)之间控制电压满足导通条件时,NMOS管才能够导通，否则NMOS管截止；当加于漏极(D)与源极(S)之间电压的方向指向漏极(D)时，经NMOS管的寄生二极管导通直接形成方向从源极(S)指向漏极(D)的电流ID，并在寄生二极管上产生0.7V左右的导通压降，此时若MOS管栅极(G)与源极(S)之间控制电压满足导通条件时,NMOS管导通，将导通的寄生二极管短接，使经寄生二极管导通产生的电流ID从NMOS管控制的导通通路流过，从而仅是使寄生二极管上不产生功耗，故，由于NMOS管中寄生二极管的存在，所以当加于漏极(D)与源极(S)之间电压的方向指向漏极(D)时，不管MOS管栅极(G)与源极(S)之间控制电压是否满足导通条件，均有方向从源极(S)指向漏极(D)的电流ID存在；②对于PMOS管：当加于漏极(D)与源极(S)之间电压的方向指向漏极(D)，是做为开关使用，电流ID的方向由源极(S)指向漏极(D)，此时仅当MOS管栅极(G)与源极(S)之间控制电压满足导通条件时,PMOS管才能够导通，否则PMOS管截止；当加于漏极(D)与源极(S)之间电压的方向指向源极(S)时，经PMOS管的寄生二极管导通直接形成方向从漏极(D)指向源极(S)的电流ID，并在寄生二极管上产生0.7V左右的导通压降，此时若MOS管栅极(G)与源极(S)之间控制电压满足导通条件时,PMOS管导通，将导通的寄生二极管短接，使经寄生二极管导通产生的电流ID从PMOS管控制的导通通路流过，从而仅是使寄生二极管上不产生功耗，故，由于PMOS管中寄生二极管的存在，所以当加于漏极(D)与源极(S)之间电压的方向指向源极(S)时，不管MOS管栅极(G)与源极(S)之间控制电压是否满足导通条件，均有方向从漏极(D)指向源极(S)的电流ID存在。通过以上①和②中分析可知，由于大功率MOS管的漏极(D)和源极(S)之间存在由生产工艺造成的寄生二极管(体二极管)，所以单片大功率MOS管不能够做为双向的开关使用。为了克服寄生二极管存在影响MOS管做为双向开关使用时存在的技术性问题，现有技术中己得到有效的解决，如采用将两个NMOS管背对背连接，两个NMOS管的源极端子和栅极端子彼此共用。由于本申请中MOS管不做为双向开关使用，故在此不祥细阐述两个NMOS管构成的双向开关具体电路。⑵IGBT管阐述如下：IGBT管本身不像MOS管那样内部有一个寄生二极管，即通常说的IGBT管就是一个元件，是不带续流二极管(阻尼二极管)的。而IGBT模块，都是将“IGBT+续流二极管(阻尼二极管)”集成在一个整体部件中，所以IGBT模块中的续流二极管(阻尼二极管)是事后集成的。IGBT管的三个极分别是集电极(C)、发射极(E)和栅极(G)(栅极相当于三极管的基极）。IGBT管是由BJT(双极型三极管)和MOS管组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件，其输入级为MOS管，输出级为双极型三极管，从而通常(常规)的IGBT管做为开关使用时，仅能用于单向；针对常规IGBT管做为开关使用时只能够单向的问题，提出了一种五层四段结构的新型双向IGBT功率半导体器件，其核心是以平面栅型IGBT为基础，通过对新器件采取对称机构和两路输入控制的方法，从而达到对新器件双向控制的目的，可实现双向导通和双向阻断。故现有技术中，若采用的IGBT管为双向，必须特别说明采用的IGBT管为双向IGBT管。IGBT管用于三相永磁同步电机的功率驱动模块中功率桥臂时，其IGBT管为己集成了续流二极管的IGBT模块，集成的续流二极管用于完成：电机正常运转时从通电切换为断电的相及停机时切断的通电相，产生的反向电动势续流、消磁；二、对相关领域与现有技术相关联的申请号为2012202368353的一种用于织机直接主传动的电机驱动系统(同样的专利技术创造同日申请的专利技术专利申请号为2012101639259)，技术方案阐述如下：该申请在其现有技术驱动三相开关磁阻电机的功率变换器电路的基础上，增设了用于储能的电容CCD，用于向三相开关磁阻电机绕阻A、B、C施加高电压的公共的功率开关器件QCD，以及用于为正常向三相开关磁阻电机绕阻A、B、C供电提供通路的功率二极管VDCD；功率二极管VDCD跨接在电源VDC向其现有技术驱动三相开关磁阻电机的功率变换器电路供电的母线上，其功率二极管VDCD的阳极与电源VDC的滤波电容CDC的正极，功率二极管VDCD的阴极接入功率变换器电路供电的母线上；功率开关器件QCD的集电极与储能电容CCD的正极相连接，其发射极与功率二极管VDCD的阴极相连接；储能电容CCD的负极与电源VDC的滤波电容CDC的正极相连接；将其现有技术驱动三相开关磁阻电机的功率变换器电路中，功率二极管VDAH、VDBH及VDCH的阴极从供电的母线上移接入储能电容CCD的正极。并对应改进后的驱动三相开关磁阻电机的功率变换器电路，进行相应控制实现：停机后电机绕阻A、B、C产生的反向电动势通过功率二极管VDAH、VDBH及VDCH向储能电容CCD充电储能，产生储能电压VCD；启动电机时，控制功率开关器件QCD导通，釆用电源VDC叠加储能电压VCD进行高压向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机续流储能消磁装置，其特征在于，在基于三相定子绕组星形接法的永磁同步电机的功率驱动模块基础上，增设续流储能模块和统一为对储能的电容电压变化监测消磁完成情况的监测模块；所述续流储能模块包括MOS管Q7、二极管VD及储能的电容C2；将电源VDC的正极与功率驱动模块供电的母线断开，从电源VDC的正极正向串接二极管VD后接入功率驱动模块供电的母线上；电容C2的负极与电源VDC的正极相连接，电容C2的正极与MOS管Q7的漏极相连接，MOS管Q7的源极与二极管VD的阴极相连接，MOS管Q7的栅极与单片机输出相连接；单片机的A/D输入与监测模块的输出相连接，通过监测模块直接从电容C2两端釆样电容C2电压变化，或间接从电容C2正极至电源VDC负极之间获取电压，以稳压管稳压降低电源VDC电压对釆样精度的影响后采样电容C2电压变化。/n

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机续流储能消磁装置，其特征在于，在基于三相定子绕组星形接法的永磁同步电机的功率驱动模块基础上，增设续流储能模块和统一为对储能的电容电压变化监测消磁完成情况的监测模块；所述续流储能模块包括MOS管Q7、二极管VD及储能的电容C2；将电源VDC的正极与功率驱动模块供电的母线断开，从电源VDC的正极正向串接二极管VD后接入功率驱动模块供电的母线上；电容C2的负极与电源VDC的正极相连接，电容C2的正极与MOS管Q7的漏极相连接，MOS管Q7的源极与二极管VD的阴极相连接，MOS管Q7的栅极与单片机输出相连接；单片机的A/D输入与监测模块的输出相连接，通过监测模块直接从电容C2两端釆样电容C2电压变化，或间接从电容C2正极至电源VDC负极之间获取电压，以稳压管稳压降低电源VDC电压对釆样精度的影响后采样电容C2电压变化。


2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机续流储能消磁装置，其特征在于，所述监测模块包括稳压管DZ1、开关管T1、开关管T2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5；用于从电容C2正极至电源VDC负极之间获取电压，以稳压管DZ1稳压滤除电源VDC电压干扰后间接釆样；稳压管DZ1的阴极与电容C2的正极相连接，稳压管DZ1的阳极与开关管T1的高电位端相连接，开关管T1的低电位端依次串接电阻R1、电阻R2后与电源VDC的负极相连接，从电阻R1与电阻R2的连接处引线接入单片机的A/D输入，开关管T1的控制端串接电阻R3后与开关管T2的高电位端相连接，开关管T2的低电位端与电源VDC的负极相连接，开关管T2的控制端分别与电阻R4的一端和电阻R5的一端相连接，电阻R4的另一端与电源VDC的负极相连接，电阻R5的另一端与单片机I/O的输出相连接。


3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机续流储能消磁装置，其特征在于，所述监测模块包括稳压管DZ2、开关管T3、光电耦合器U1、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10；用于从电容C2正极至电源VDC负极之间获取电压，以稳压管DZ2稳压滤除电源VDC电压干扰后间接釆样；稳压管DZ2的阴极与电容C2的正极相连接，稳压管DZ2的阳极与光电耦合器U1中光敏三极管的集电极相连接，光电耦合器U1中光敏三极管的发射极依次串接电阻R6、电阻R7后与电源VDC的负极相连接，从电阻R6与电阻R7的连接处引线接入单片机的A/D输入，光电耦合U1中发光二极管的阳极串接电阻R8后接入单片机电源，光电耦合器U1中发光二极管的阴极与开关管T3的高电位端相连接，开关管T3的低电位端与电源VDC的负极相连接，开关管T3的控制端分别与电阻R9的一端和电阻R10的一端相连接，电阻R9的另一端与电源VDC的负极相连接，电阻R10的另一端与单片机I/O...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘岩山，张永康，
申请(专利权)人：南京科达新控仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32