【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及全磁直流电机控制，具体为一种高效全磁直流电机控制电路。
技术介绍
1、在新能源时代到来之际，研究电动机效率提升是一个非常热门的
，各个研究机构以永磁同步电机、直流无刷电机为基础，针对电机结构布局、材料选择、冷却方法、变频控制算法等多个方面进行研究，取得了系列成绩。
2、本专利专利技术人经过多年潜心研究，在现有直流无刷/永磁同步电机驱动结构的基础上，提出了一种全磁直流电机控制原理，见专利技术专利公开号cn111371350b。该技术具有功率密度大，控制简便，效率高等显著特点。
3、在对全磁直流电机进行研究的过程中，专利技术人注意到，在电机绕组中存在很高的反电势，反电势有两种：一种是全桥控制器对绕组电流进行换向时电流方向瞬间反向，产生的反电势，其反电动势波形函数的形式可以表示为：
4、e＝-l(di/dt)
5、其中e表示反电动势，l表示电感，di/dt表示电流变化率。从这个公式可以看出，反电动势的大小与电流变化率成正比，与电感大小成正比。当电流变化率越大，电感越大时，反电动势的大小也会越大。
6、另一种反电势是在一个波形持续期间，转子转动时，n-s磁极的磁桥扫过电机绕组，绕组内磁通量的变化产生了发电型的反电势，反电势的大小与电机转速成正比，且高于绕组的供电电压。
7、两种反电势的波形见图3。
8、在这个发电型的反电势产生的过程中，通过桥臂的前端设置有防反二极管da，能够限制其高电压不能反馈到直流母线，以至于给其他绕组供电。但是其
技术实现思路
1、针对现有技术问题，本专利技术提供了一种高效全磁直流电机控制电路，解决了电机绕组内部反电势电压高于直流母线电压，造成防反二极管截止，不能对绕组供电的问题，并极大提升了电机的效率。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种高效全磁直流电机控制电路，包括直流母线dc+、直流负极dc-、直流母线上的igbt斩波调压元件q、三相或多相全桥控制电路，每相全桥控制电路由4个igbt开关元件-k1/k2/k3/k4组成的全桥换向控制电路，控制电机的一相绕组，每一相全桥换向控制电路还包括电容c1、电感l1、二极管d1、二极管da，所述二极管da电流进入端设置于所述直流母线dc+上的igbt斩波调压元件q输出端之后，所述电感l1一端与所述二极管da电流输出端连接，所述电感l1另一端与所述全桥控制电路的进电端连接；所述电容c1一端与所述全桥控制电路的进电端连接，所述电容c1另一端与所述直流负极dc-相连；所述二极管d1电流进入端连接于所述直流负极dc-，所述二极管d1电流输出端与所述二极管da电流输出端连接，所述直流母线dc+上的igbt斩波调压元件q与所述电感l1、所述电容c1以及所述二极管d1组成全磁直流电机单相buck调压电路；
3、所述电容c1的作用在于吸收所述全桥控制电路对通过电机绕组的电流换向时产生的高压反电势，保护所述全桥控制电路的4个igbt开关元件-k1/k2/k3/k4；
4、所述电容c1的作用还在于吸收电机运转过程中电机绕组中由于磁通量变化产生的反电势；
5、所述电容c1的作用还在于为直流母线dc+上的igbt斩波调压元件q与电感l1、电容c1、二极管d1组成buck调压电路进行稳压和滤波；通过电容c1的滤波作用，调压过程中的高频波形不进入电机绕组；
6、所述电容c1的作用还在于通过吸收电机运行过程中绕组中产生的反电势，降低全桥控制电路前端的反电势电压，使所述二极管da能够导通。
7、优选的，所述直流母线dc+上的igbt斩波调压元件q采用pwm占空比信号控制。
8、所述直流母线dc+上的igbt斩波调压元件q的pwm占空比控制信号为高电平时，igbt斩波调压元件q导通，当所述二极管da输出端的电压低于直流母线电压，所述二极管da导通，所述电感l1被充电，流经所述电感l1的电流线性增加，给负载电机绕组提供能量，同时给电容c1充电；
9、当直流母线dc+上的在igbt斩波调压元件q的pwm占空比控制信号为低电平时，igbt斩波调压元件q关断，所述电感l1通过所述二极管d1形成放电回路，同时所述电容c1通过所述二极管d1对所述电感l1进行放电，使电容c1吸收的能量被释放到电机绕组中做功。
10、全桥控制电路对绕组控制原理，见专利技术专利公开号cn111371350b。
11、由于电容c1中吸收的能量不只来自电源的充电，还包含电机运行过程中的反电势能量，因此其能量利用率明显优于传统的buck电路，使本电机驱动系统的效率得到显著提升。
12、有益效果
13、本专利技术公开了一种高效全磁直流电机控制电路，具备以下有益效果：
14、1、直流供电经过高频调压以后，经过buck电路稳压以后进入电机绕组，进入电机绕组的电流中不包含高频特征，能够有效的降低电机的高频噪声。
15、2、吸收电机绕组中的反电势能量，并通过buck重新释放到电机绕组中，利用反电势能量极大提升了电机的机械效率，使电机的输出功率能够大于输入功率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高效全磁直流电机控制电路，包括直流母线DC+、直流负极DC-、直流母线DC+上的IGBT斩波调压元件Q、三相或多相全桥控制电路，每相全桥控制电路由4个IGBT开关元件-K1/K2/K3/K4组成的全桥换向控制电路，控制电机的一相绕组，其特征在于，每一相全桥换向控制电路还包括电容C1、电感L1、二极管D1、二极管DA，所述二极管DA电流进入端设置于所述直流母线DC+上的IGBT斩波调压元件Q输出端之后，所述电感L1一端与所述二极管DA电流输出端连接，所述电感L1另一端与所述全桥控制电路的进电端连接；所述电容C1一端与所述全桥控制电路的进电端连接，所述电容C1另一端与所述直流负极DC-相连；所述二极管D1电流进入端连接于所述直流负极DC-，所述二极管D1电流输出端与所述二极管DA电流输出端连接，所述直流母线DC+上的IGBT斩波调压元件Q与所述电感L1、所述电容C1以及所述二极管D1组成全磁直流电机单相Buck调压电路；
【技术特征摘要】
1.一种高效全磁直流电机控制电路，包括直流母线dc+、直流负极dc-、直流母线dc+上的igbt斩波调压元件q、三相或多相全桥控制电路，每相全桥控制电路由4个igbt开关元件-k1/k2/k3/k4组成的全桥换向控制电路，控制电机的一相绕组，其特征在于，每一相全桥换向控制电路还包括电容c1、电感l1、二极管d1、二极管da，所述二极管da电流进入端设置于所述直流母线dc+上的igbt斩波调压元件q输出端之后，所述电...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨猛，
申请(专利权)人：沈阳揽月电机科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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