用于驱动永磁体电机的装置和方法制造方法及图纸

提供了一种用于永磁体电机(311)的驱动电路(300)。驱动电路(300)具有：整流器电路(307)，整流器电路被构造和布置为将源交流电流(305)转换为直流电流；以及膜电容器(303)，膜电容器布置在与整流器电路(307)并联的路径中。驱动电路(300)还具有逆变器电路(309)，逆变器电路被构造和布置为将直流电流转换为三相交流电流，以驱动永磁体电机(311)。此外，驱动电路(300)具有控制电路，控制电路连接到源交流电流(305)和逆变器电路(309)，控制电路被构造和布置为以与源交流电流(305)的电压角同步的余弦波的平方调制d轴电流基准，其中，经修改的d轴电流基准被作为输入提供给逆变器电路(309)。(309)。(309)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于驱动永磁体电机的装置和方法


[0001]本公开涉及用于驱动永磁体电机的装置和方法。

技术介绍

[0002]电动机在许多设备和装置中用于许多不同的目的。电动机消耗大量能量并且始终存在降低功耗和提高效率的需求。越来越多地使用永磁体电机来提供更高的效率，还用于其他特征。然而，现有的用于永磁体电机的驱动电路有各种缺点。

技术实现思路

[0003]根据本文公开的一方面，提供了一种用于永磁体电机的驱动电路，所述驱动电路包括：
[0004]整流器电路，所述整流器电路被构造和布置为将源交流电流转换为直流电流；
[0005]膜电容器，所述膜电容器布置在与所述整流器电路并联的路径中；
[0006]逆变器电路，所述逆变器电路被构造和布置为将所述直流电流转换为三相交流电流，以驱动所述永磁体电机；以及
[0007]控制电路，所述控制电路连接到所述源交流电流和所述逆变器电路，所述控制电路被构造和布置为以与所述源交流电流的电压角同步的余弦的平方调制d轴电流基准，其中，经修改的d轴电流基准被作为输入提供给所述逆变器电路。
[0008]在示例中，所述膜电容器被布置为用于所述驱动电路的直流链路电容器。
[0009]在示例中，所述驱动电路被布置为使得在其被所述控制电路调制之前调整所述d轴电流基准的量值。
[0010]d轴基准电流的量值可以增大，以减小所述永磁体电机的转矩控制中断的可能性。
[0011]d轴电流基准的量值可以减小，使得没有不必要的d轴电流被施加到逆变器电路从而造成所述永磁体电机的功率因数下降。
[0012]在示例中，所述控制电路被构造和布置为以与所述源交流电流的电压角同步的正弦波的平方调制q轴电流基准，其中，经修改的q轴电流基准被作为进一步的输入提供给所述逆变器电路。
[0013]在示例中，所述驱动电路被布置为使得用比例积分控制器调整所述q轴电流基准的量值。
[0014]可以调整q轴基准的量值，以便提供基本上保持在期望速度的电机速度。
[0015]在示例中，所述控制电路包括被构造和布置为确定所述d轴电流基准的值的电压裕度比例积分控制器。
[0016]在示例中，所述驱动电路被布置为使得所述电压裕度比例积分控制器使用经由在带负载的工作条件下调节所述驱动电路而获得的电压裕度基准值来确定所述d轴电流基准。
[0017]在示例中，所述驱动电路被布置为使得所述电压裕度比例积分控制器在过零事件
时确定所述d轴电流基准。
[0018]在示例中，所述控制电路包括电网角发生器，所述电网角发生器连接到所述源交流电流，被构造和布置为确定所述源交流电流的电压角。
[0019]在示例中，存在永磁体同步电机和用于驱动永磁体同步电机的驱动电路的组合。
[0020]根据本文公开的另一方面，提供了一种用于驱动永磁体电机的方法，所述方法包括：
[0021]在电力电路处将源单相交流电流转换为用于永磁体电机的三相交流电流；以及
[0022]在所述电力电路将所述源单相交流电流转换为所述三相交流电流时，将包括经调制的d轴电流基准的反馈施加到所述电力电路，其中，通过以与所述源单相交流电流的电压角同步的余弦波的平方调制d轴电流基准来确定所述经调制的d轴电流基准。
[0023]在示例中，所述方法包括在其被调制之前调整所述d轴电流基准的量值。
[0024]在示例中，所述反馈包括经调制的q轴电流基准，所述经调制的q轴电流基准通过以与所述源单相交流电流的电压角同步的正弦波的平方调制q轴电流基准来确定。
[0025]在示例中，所述方法包括调整所述经调制的q轴电流基准的量值。
[0026]在示例中，所述方法包括基于经由在带负载的工作条件下调节所述电力电路而获得的电压裕度基准值来确定所述d轴电流基准。
[0027]在示例中，所述方法包括确定d轴电流基准在过零事件时执行。
[0028]在示例中，所述方法包括：确定所述源单相交流电流的电压角；以及将所述源单相交流电流的电压角提供给正弦波形发生器和余弦波形发生器。
[0029]在示例中，所述方法包括：执行对所述电力电路中的电流的一个或多个测量；以及使用所述一个或多个电流测量来确定用于所述电力电路的反馈。
[0030]所述方法可以用于驱动永磁体同步电机。
附图说明
[0031]为了有助于理解本公开并且示出实施例可以如何实行，以示例的方式参考附图，其中：
[0032]图1示意性示出了具有电解电容器的已知的单相
‑
三相逆变器驱动电路的示例的电路图；
[0033]图2示意性示出了根据本公开的具有膜电容器的单相
‑
三相逆变器驱动电路的示例；
[0034]图3示意性示出了根据本公开的用于永磁体电机的驱动电路的另一示例；
[0035]图4示出了图3的驱动电路的示例波形图；以及
[0036]图5示意性示出了根据本公开的用于永磁体电机的驱动电路的控制电路的一部分。
具体实施方式
[0037]如所提到的，电动机用在许多设备和产品、家用环境、工业应用、运输载具、军事应用等中。世界上一大部分的电力消耗是由于电动机导致的。鉴于世界上稀缺的能源资源和不断上涨的能源成本，必须尽可能高效地使用电动机。实际上，在大多数应用中，在发达国
家使用高效电动机已成为强制性的。因此，高效电机设计和这些电机的高效驱动越来越重要。
[0038]在许多设备中，包括例如大型家电应用中，感应和有刷直流(DC)电机正被永磁体电机取代，诸如永磁体同步电机(PMSM)和无刷直流电机(BLDC)。永磁同步电机是使用嵌入或附接到电机转子表面的磁体的交流(AC)电机。磁体用于产生恒定的电机磁通，而不是像感应电机那样，需要定子磁场链接到转子以产生磁通。
[0039]PMSM可以比感应和有刷DC电机二者更高效。除此之外，与感应或有刷DC电机相比，PMSM可以在接近静音操作的情况下操作并且需要的维护少得多。由于这些特征，PMSM比感应或有刷DC电机更有利于用在大型家电应用中。然而，由于需要逆变器板且有时需要复杂的控制系统，导致驱动PMSM可能不像其他电机那样简单地实现。
[0040]下面示例中的一些是针对PMSM描述的，但应该理解，一些示例也适用于BLDC电机。
[0041]通常，用于永磁体电机的驱动电路将至少包括AC
‑
DC转换器(诸如整流器电路)以及DC
‑
AC转换器(诸如逆变器电路)。驱动电路通常将典型家庭将从电网接收的单相AC经由DC转换为要输出以驱动电机的三相AC。三相是彼此偏移120度的三个典型正弦波形。在三相功率下，在任何给定时刻，三相之一都接近峰值。因此，高功率三相电机和类似三相焊接设备等物具有均匀的功率输入。由于驱动电路中的AC
‑
DC转换，常常在电路中设置电容器。该电容器常常已知为DC链路电容器。DC链路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于永磁体电机的驱动电路，所述驱动电路包括：整流器电路，所述整流器电路被构造和布置为将源交流电流转换为直流电流；膜电容器，所述膜电容器布置在与所述整流器电路并联的路径中；逆变器电路，所述逆变器电路被构造和布置为将所述直流电流转换为三相交流电流，以驱动所述永磁体电机；以及控制电路，所述控制电路连接到所述源交流电流和所述逆变器电路，所述控制电路被构造和布置为以与所述源交流电流的电压角同步的余弦波的平方调制d轴电流基准，其中，经修改的d轴电流基准被作为输入提供给所述逆变器电路。2.根据权利要求1所述的驱动电路，所述驱动电路被布置为使得在所述d轴电流基准被所述控制电路调制之前调整所述d轴电流基准的量值。3.根据权利要求1或权利要求2所述的驱动电路，其中，所述控制电路被构造和布置为以与所述源交流电流的电压角同步的正弦波的平方调制q轴电流基准，其中，经修改的q轴电流基准被作为其他输入提供给所述逆变器电路。4.根据权利要求3所述的驱动电路，所述驱动电路被布置为使得用比例积分控制器调整所述q轴电流基准的量值。5.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动电路，其中，所述控制电路包括被构造和布置为确定所述d轴电流基准的值的电压裕度比例积分控制器。6.根据权利要求5所述的驱动电路，所述驱动电路被布置为使得所述电压裕度比例积分控制器使用经由在带负载的工作条件下调节所述驱动电路而获得的电压裕度基准值来确定所述d轴电流基准。7.根据权利要求5或权利要求6所述的驱动电路，所述驱动电路被布置为使得所述电压裕度比例积分控制器在过零事件时确定所述d轴电流基准...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：韦斯特尔电子工业和贸易有限责任公司，
类型：发明
国别省市：