一种多相永磁电机驱动系统的制作方法

本发明涉及永磁电机驱动系统领域，尤其是涉及一种多相永磁电机驱动系统。

背景技术：

电机是智能电网的一种重要终端设备，电机的发展是智能电网建设中实现负荷智能化管理、监控和调节的重要体现。伴随着智能电网建设的推进，现代电机在提供充足动力的基础上，还需要自适应负荷的变化，随时将信息反馈给电网，大型电机要进行健康预警和故障诊断，与此同时，电机驱动系统迎来了新的发展机遇和挑战，除了要求高功率密度和高效率外，同时还需具备高输出性能和高可靠性，这已成为电机驱动系统的关键所在。

对于智能电网中的驱动电机，永磁同步电机具有高转矩密度、高控制精度、低噪声以及良好的转矩平稳性等特点，被认为是一种比较理想的驱动电机。而与传统的三相永磁同步电机相比，多相永磁电机除了具有永磁电机的优点外，还具备高可靠性和强容错性，被认为是高可靠性电驱动系统的理想选择。

然而，当前的多相永磁电机驱动系统在可靠性、容错能力以及制动能力上还待进一步提高。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述的缺陷，提供一种拥有高可靠性和强容错能力的多相永磁电机驱动系统。

实现本发明的技术方案为：一种多相永磁电机驱动系统，包括一台六相永磁电机、十四个功率开关管、两个制动电阻、两个双向晶闸管、两个独立直流电源和四个电解电容，其中：

六相永磁电机，由36槽的定子和32极表贴式永磁体外转子组成，36槽定子中包括两套相互独立且对称的三相单层集中式隔齿绕制的电枢绕组，分别为abc绕组和xyz绕组；

十四个功率开关管中的十二个功率开关管，组成两套三相全桥驱动电路，分别为功率开关管t1、t2、t3、t4、t5、t6和t7、t8、t9、t10、t11、t12，六相永磁电机的abc绕组是由t1、t2、t3、t4、t5、t6组成的三相全桥电路进行驱动控制，xyz绕组是由t7、t8、t9、t10、t11、t12组成的三相全桥电路进行驱动控制；

第十三个功率开关管s1和第一制动电阻r1组成系统的第一制动电路，第十四个功率开关管s2和第二制动电阻r2组成系统的第二制动电路；

两个双向晶闸管分别为tr1和tr2，第一双向晶闸管tr1一端连接abc定子绕组的中性点，另一端连接两个电解电容c1、c2的中点，第二双向晶闸管tr2一端连接xyz定子绕组的中性点，另一端连接两个电解电容c3、c4的中点；

系统由两个独立直流电源分别为电机的两套绕组供电，每个独立电源两端有两个串联的电解电容，双向晶闸管tr1、tr2在系统正常运行时处于断开状态，当系统abc定子绕组出现故障时，第一双向晶闸管tr1处于开通状态，实现容错运行，当系统xyz定子绕组出现故障时，第二双向晶闸管tr2处于开通状态，实现系统容错运行。

本发明与现有技术相比的优势为：（1）本发明能有效提高系统的安全可靠性，相比于双余度电机容错驱动系统本发明具有更强的容错能力，相比于开关磁阻电机容错驱动系统本发明具有更好的电机输出性能。（2）本发明具有能耗制动功能，能实现系统功率开关管的开路和短路故障容错，以及电机定子绕组的开路和短路故障容错。

附图说明

图1为本发明一种多相永磁电机驱动系统的拓扑结构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，一种多相永磁电机驱动系统包括一台六相永磁电机、十四个功率开关管、两个制动电阻、两个双向晶闸管、两个独立直流电源和四个电解电容，其中：

六相永磁电机，由36槽的定子和32极表贴式永磁体外转子组成，36槽定子中包括两套相互独立且对称的三相单层集中式隔齿绕制的电枢绕组，分别为abc绕组和xyz绕组；

十四个功率开关管中的十二个功率开关管，组成两套三相全桥驱动电路，分别为功率开关管t1、t2、t3、t4、t5、t6和t7、t8、t9、t10、t11、t12，六相永磁电机的abc绕组是由t1、t2、t3、t4、t5、t6组成的三相全桥电路进行驱动控制，xyz绕组是由t7、t8、t9、t10、t11、t12组成的三相全桥电路进行驱动控制；

第十三个功率开关管s1和第一制动电阻r1组成系统的第一制动电路，第十四个功率开关管s2和第二制动电阻r2组成系统的第二制动电路；

两个双向晶闸管分别为tr1和tr2，第一双向晶闸管tr1一端连接abc定子绕组的中性点，另一端连接两个电解电容c1、c2的中点，第二双向晶闸管tr2一端连接xyz定子绕组的中性点，另一端连接两个电解电容c3、c4的中点；

系统由两个独立直流电源分别为电机的两套绕组供电，每个独立电源两端有两个串联的电解电容，双向晶闸管tr1、tr2在系统正常运行时处于断开状态，当系统abc定子绕组出现故障时，第一双向晶闸管tr1处于开通状态，实现容错运行，当系统xyz定子绕组出现故障时，第二双向晶闸管tr2处于开通状态，实现系统容错运行。

本发明能有效提高系统的安全可靠性，相比于双余度电机容错驱动系统本发明具有更强的容错能力，相比于开关磁阻电机容错驱动系统本发明具有更好的电机输出性能。且本发明具有能耗制动功能，能实现系统功率开关管的开路和短路故障容错，以及电机定子绕组的开路和短路故障容错。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种多相永磁电机驱动系统，该系统包括一台六相永磁电机、十四个功率开关管、两个制动电阻、两个双向晶闸管、两个独立直流电源和四个电解电容。其中六相永磁电机包括两套相互独立且对称的三相单层集中式隔齿绕制的电枢绕组，十四个功率开关管中的十二个功率开关管，组成两套三相全桥驱动电路，第十三个功率开关管S1和第一制动电阻R1组成系统的第一制动电路，第十四个功率开关管S2和第二制动电阻R2组成系统的第二制动电路，系统由两个独立直流电源分别为电机的两套绕组供电。本发明能有效提高系统的安全可靠性，具有的容错能力强、电机输出性能好，且具有能耗制动功能。

技术研发人员：夏玲芳;周骏贵;程秀才;胡鉴清;荣鼎慧
受保护的技术使用者：南京市产品质量监督检验院
技术研发日：2018.12.11
技术公布日：2019.03.01