一种用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统，属于电力电子领域及电机驱动领域。
【背景技术】
[0002]电机在日常生活中应用十分广泛，如电冰箱、洗衣机、电动车窗、混合动力车和电梯等都会用到电机。通常，在某些有特殊要求的应用领域，均配有双电源系统。当第一电源亏电或发生故障时，第二电源可以启动或短时供电以保证设备或应用能停运在人们需要的状态。
[0003]例如，在混合动力汽车的ISG系统中，电机有两种电源供电，并要求第一电源和第二电源能分别给电机供电，第一电源和第二电源之间能进行能量交换，且能吸收电机的再生能量回馈。
[0004]又如在中高级轿车中也配有双电源系统，当第一电源亏电或发生故障时，第二电源可以启动或短时驱动车辆，不至于让车辆抛锚或陷于险境。此外，第一电源和第二电源通过电机可双向充电。
[0005]在升降机领域，如电梯装置通常会配置双电源。当第一电源(市电)突然中断，第二电源(电池)驱动电机使电梯轿厢到达最近楼层，并驱动门电机打开电梯门，安全疏散乘客。电梯下行或制动时，电机再生电能通过逆变器可向第二电源回馈能量。电梯待机时，第一电源通过电机可向第二电源充电。
[0006]而在安全装置领域，如车辆或船舶门窗的安全开启。当第一电源供电异常时，第二电源直接驱动门窗电机动作，以便乘客安全离开。此外，第一电源和第二电源可通过电机双向充电。
[0007]在如上所述的双电源供电的电机驱动系统中，常用的解决方案是在第一电源和第二电源之间增加独立的双向DC/DC变换器，该变换器由功率开关管和电抗器等构成，通过对第一电源或第二电源进行变换，然后再驱动电机运行。但是由于使用了独立的功率开关器件和电感，导致系统成本较高及系统的体积和重量较大。
【发明内容】
[0008]本发明为解决现有的双电源供电的电机驱动系统采用独立的DC/DC变换器对第一电源或第二电源进行变换，导致系统成本较高及系统的体积和重量较大的问题，进而提出了一种用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统，具体包括如下的技术方案:
[0009]一种用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统，包括:
[0010]双电源切换电路，连接于双电源与逆变器之间，用于对所述双电源的供电模式、充电模式、互馈电模式或供电/互馈电模式进行运行模式的切换；
[0011 ] 逆变器，连接于所述双电源切换电路与电机之间，用于将所述双电源输出的直流电转换为交流电驱动所述电机或将所述电机回馈的交流电转换为直流电为所述双电源充电；
[0012]控制电路，用于根据接收的控制指令和采集的电流电压信息发送切换所述双电源的运行模式及控制所述逆变器驱动所述电动机运行的控制命令；
[0013]驱动电路，用于根据所述控制命令控制所述双电源切换电路切换所述双电源的运行模式以及控制所述逆变器驱动所述电机运行。
[0014]在本发明所述的用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统中，所述双电源包括由交流电源或直流电源构成的第一电源和由蓄电池或超级电容构成的第二电源。
[0015]在本发明所述的用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统中，所述双电源切换电路包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，所述第一开关和第二开关的第一端均与所述第一电源的第一端连接，所述第三开关和第四开关的第一端均与所述第二电源的第二端连接，所述第一开关和第三开关的第二端均与所述逆变器的第一端连接，所述第二开关和第四开关的第二端均与所述电机定子绕组的中心点连接。
[0016]在本发明所述的用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统中还包括:信号检测电路，用于检测所述系统中的电流电压、温度和转速信息并输出。
[0017]在本发明所述的用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统中还包括:人机界面，用于将接收的用于调整所述双电源的运行模式的控制指令发送给所述控制电路。
[0018]在本发明所述的用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统中，所述双电源切换电路用于通过闭合第一开关并断开第二开关、第三开关和第四开关，以使所述第一电源通过所述逆变器驱动所述电机运行，或者，通过闭合第三开关并断开第一开关、第二开关和第四开关，以使所述第二电源通过所述逆变器驱动所述电机运行。
[0019]在本发明所述的用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统中，所述双电源切换电路用于通过闭合第一开关并断开第二开关、第三开关和第四开关，以使所述电机通过所述逆变器为所述第一电源充电，或者，通过闭合第三开关并断开第一开关、第二开关和第四开关，以使所述电机通过所述逆变器为所述第二电源充电。
[0020]在本发明所述的用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统中，当所述第一电源的电压高于所述第二电源的电压时，所述双电源切换电路用于通过闭合第一开关和第四开关并断开第二开关和第三开关，以使所述第一电源通过所述逆变器和所述电机的定子绕组工作于降压模式为所述第二电源充电，或者，通过闭合第一开关和第四开关并断开第二开关和第三开关，以使所述第二电源通过所述逆变器和所述电机的定子绕组工作于升压模式为所述第一电源充电。
[0021]在本发明所述的用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统中，当所述第一电源的电压低于所述第二电源的电压时，所述双电源切换电路用于通过闭合第二开关和第三开关并断开第一开关和第四开关，以使所述第一电源通过所述逆变器和所述电机的定子绕组工作于升压模式为所述第二电源充电，或者，通过闭合第二开关和第三开关并断开第一开关和第四开关，以使所述第二电源通过所述逆变器和所述电机的定子绕组工作于降压模式为所述第一电源充电。
[0022]在本发明所述的用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统中，所述双电源切换电路用于通过闭合第一开关和第四开关并断开第二开关和第三开关，以使所述第一电源通过所述逆变器驱动所述电机运行以及为所述第二电源充电，或者，通过闭合第二开关和第三开关并断开第一开关和第四开关，以使所述第二电源通过所述逆变器驱动所述电机运行以及为所述第一电源充电。
[0023]在本发明所述的用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统中，所述逆变器包括第五开关、第六开关、第七开关、第八开关、第九开关和第十开关，所述第五开关、第七开关和第九开关的第一端均与所述第一和第三开关的第二端连接，所述第六开关、第八开关和第十开关的第一端均与所述第一电源的第二端和所述第二电源的第二端连接，所述第五开关和第六开关的第二端均与所述电机的第一相定子绕组连接，所述第七开关和第八开关均与所述电机的第二相定子绕组连接，所述第九开关和第十开关均与所述电机的第三相定子绕组连接。
[0024]综上所述，本发明通过复用电机驱动相应的逆变器和电机定子绕组，并结合双电源切换电路实现了在双电源和电机系统的供电模式、充电模式、互馈电模式或供电/互馈电模式之间的自由切换，还因为减少了独立双向DC/DC变换器，从而降低了系统成本及减少了系统的体积和重量。
【附图说明】
[0025]下面将参照附图借助于根据本发明提供的附图及对应的一些示例性实施方式来对本发明进行更详细的描述，附图中:
[0026]图1以示意的方式示出了用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统的结构图。
[0027]图2以示意的方式示出了用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统的工作原理图。
[0028]图3以示意的方式示出了用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统的四种运行模式图。
【具体实施方式】
[0029]由于现有的双电源系统普遍采用独立的功率开关器件和电感，导致系统的成本较高、体积和重量较大，而本【具体实施方式】基于电机运行时第一电源和第二电源没有必要同时为电机提供能量，且第一电源供电异常时，第二电源只需短暂供电以驱动电机，因此提出了一种用于电机驱动的双电源供电及能量互馈系统，所述系统用于在正常运行时，第一电源供电，在驱动电机的同时还可以为第二电源充电，当第一电源供电异常时，第二电源供电，驱动电机使设备或应用停运在人们需要的状态；当电机减速或制动时，第一电源或第二电源可吸收电机的再生能量；当电机待机时，双电源可双向交换能量，如第一电源可为第二电源提供能量，以保证第二电源随时储满能量以备下次不时之需。通过本【具体实施方式】提出的技术方案，不但可以保证设备或应用在第一电源供电异常的情况下