一种开关磁阻电机功率半导体开关的驱动方法与流程

本发明属于开关磁阻电机控制技术，具体是开关磁阻电机功率半导体开关的驱动领域。

背景技术：

开关磁阻电机在工作过程当中，负载的工况随时都可能发生变化，随着负载工况的变化，要使开关磁阻电机随时工作在最佳的状态，则必须随时改变电机的工作模式。如，有的工况需要开关磁阻电机工作在节能模式，有的工况需要开关磁阻电机工作在快速动态响应模式，有的工况需要开关磁阻电机工作在各功率器件功耗相等，散热均匀模式。随着开关磁阻电机的工况不同，这几种模式需实时自由切换，以使开关磁阻电机随时工作在最佳状态。

目前开关磁阻电机功率半导体开关驱动一般采用一种固定模式对电机进行驱动。随着随着负载工况的变化，这种单一驱动模式完全不能实时满足开关磁阻电机随时工作在最佳状态的需求。

技术实现要素：

鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的就是提供一种开关磁阻电机功率半导体开关的驱动方法，该系统能有效解决单一驱动模式完全不能实时满足开关磁阻电机随时工作在最佳状态的需求的问题；且该方法操作简单，便于实施。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为：一种开关磁阻电机功率半导体开关的驱动方法，其组成是：开关磁阻电机功率变换电路包括输入直流电源udc和母线电容c，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述的第三桥臂均与所述母线电容c并联连接，其中，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述的第三桥臂均包含上功率半导体开关和下功率半导体开关，所述第一桥臂的上功率半导体开关ta1和下功率半导体开关ta2的连接点与开关磁阻电机的第一相绕组wa相连接，向第一相绕组wa提供电能以转化成机械能，所述第二桥臂的上功率半导体开关tb1和下功率半导体开关tb2的连接点与开关磁阻电机的第二相绕组wb相连接，向第二相绕组wb提供电能以转化成机械能，所述第三桥臂的上功率半导体开关tc1和下功率半导体开关tc2的连接点与开关磁阻电机的第三相绕组wc相连接，向第三相绕组wc提供电能以转化成机械能。

本发明的工作原理是：功率半导体驱动开关的主控制器由dsp和fpga组成，dsp将控制信号ctrl[1:0]，使能信号ena、enbenc，驱动信号a、b、c发送给fpga，fpga处理后生成能直接驱动功率半导体开关的驱动信号a1、a2、b1、b2、c1、c2，并经过驱动电路处理后送到驱动功率半导体开关的基极ta1、ta2、tb1、tb2、tc1、tc2上，以驱动相应的半导体开关进行功率变换。

控制信号由2位二进制数成，可以生成四种控制模式，当要实现电流快速动态响应，可选择模式一，当要实现功率变换电路功耗最小，可选择模式二、模式三和模式四，当要实现功率变换电路上功率半导体开关和下功率半导体开关功耗相等，散热均匀，可选择模式四。

模式一为上下功率半导体开关完全采用pwm驱动模式，模式二为上功率半导体开关采用方波驱动模式，下功率半导体开关采用pwm驱动模式，模式三为上功率半导体开关采用pwm驱动模式，下功率半导体开关采用方波驱动模式，模式四采用上下功率半导体开关交替pwm和方波的驱动模式。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明解决了解决单一驱动模式完全不能实时满足开关磁阻电机随时工作在最佳状态的需求的问题。

二、本发明的系统能生成四种控制模式，当要实现电流快速动态响应，可选择模式一，当要实现功率变换电路功耗最小，可选择模式二、模式三和模式四，当要实现功率变换电路上功率半导体开关和下功率半导体开关功耗相等，散热均匀，可选择模式四。当开关磁阻电机工作在不同工况时，四种模式可以实时自由切换，以满足不同的工况需求,使开关磁阻电机随时工作在最佳状态。

三、本发明的实现方法操作简单，便于实施。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1是本发明实施例的开关磁阻电机功率变换电路示意图。

图2是本发明开关磁阻电机驱动电路示意图。

具体实施方式

图1示出，本发明的一种具体实施方式为：一种开关磁阻电机功率半导体开关的驱动方法，其组成是：开关磁阻电机功率变换电路包括输入直流电源udc和母线电容c，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述的第三桥臂均与所述母线电容c并联连接，其中，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述的第三桥臂均包含上功率半导体开关和下功率半导体开关，所述第一桥臂的上功率半导体开关ta1和下功率半导体开关ta2的连接点与开关磁阻电机的第一相绕组wa相连接，向第一相绕组wa提供电能以转化成机械能，所述第二桥臂的上功率半导体开关tb1和下功率半导体开关tb2的连接点与开关磁阻电机的第二相绕组wb相连接，向第二相绕组wb提供电能以转化成机械能，所述第三桥臂的上功率半导体开关tc1和下功率半导体开关tc2的连接点与开关磁阻电机的第三相绕组wc相连接，向第三相绕组wc提供电能以转化成机械能。

图2示出，本发明的一种开关磁阻电机功率半导体开关的驱动方法具体实施方式为：功率半导体驱动开关的主控制器由dsp和fpga组成，dsp将控制信号ctrl[1:0]，使能信号ena、enbenc，驱动信号a、b、c发送给fpga，fpga处理后生成能直接驱动功率半导体开关的驱动信号a1、a2、b1、b2、c1、c2，并经过驱动电路处理后送到驱动功率半导体开关的基极ta1、ta2、tb1、tb2、tc1、tc2上，以驱动相应的半导体开关进行功率变换。

控制信号由2位二进制数成，可以生成四种控制模式，当要实现电流快速动态响应，可选择模式一，当要实现功率变换电路功耗最小，可选择模式二、模式三和模式四，当要实现功率变换电路上功率半导体开关和下功率半导体开关功耗相等，散热均匀，可选择模式四。

模式一为上下功率半导体开关完全采用pwm驱动模式，模式二为上功率半导体开关采用方波驱动模式，下功率半导体开关采用pwm驱动模式，模式三为上功率半导体开关采用pwm驱动模式，下功率半导体开关采用方波驱动模式，模式四采用上下功率半导体开关交替pwm和方波的驱动模式。当开关磁阻电机工作在不同工况时，四种模式可以实时自由切换，以满足不同的工况需求,使开关磁阻电机随时工作在最佳状态。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种开关磁阻电机功率半导体开关的驱动方法，该方法包括：功率半导体驱动开关的主控制器由DSP和FPGA组成，DSP将控制信号Ctrl[1:0]，使能信号ENA、ENB ENC，驱动信号A、B、C发送给FPGA，FPGA处理后生成能直接驱动功率半导体开关的驱动信号A1、A2、B1、B2、C1、C2，并经过驱动电路处理后送到驱动功率半导体开关的基极上TA1、TA2、TB1、TB2、TC1、TC2。控制信号由2位二进制数组成，可以生成四种控制模式，当开关磁阻电机工作在不同工况时，四种模式根据工况需求可以实时自由切换，使开关磁阻电机随时工作在最佳状态。

技术研发人员：林军木;罗强;楚尚烨
受保护的技术使用者：成都署信科技有限公司
技术研发日：2018.10.21
技术公布日：2019.02.12