一种永磁同步电机启动、制动下的电流回馈装置的制作方法

本实用新型属于电流回馈装置，特别涉及一种永磁同步电机启动、制动下的电流回馈装置。

背景技术：

电动汽车、电动自行车以其快捷、经济、无污染、环保、低功耗优点得到飞速的发展，永磁同步电机以其大功率、启动快、转矩大等优点被作为动力驱动设备使用，但是永磁同步电机存在本身的缺陷如启动、制动会产生大电流。当永磁同步电机电动机处在启动、制动状态时，从电磁的角度看，接电源的定子绕组相当于变压器的一次线圈，而闭路的转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈；定子绕组和转子绕组间通过电磁联系，磁通经定子、气隙、转子铁芯成闭路。当启动瞬间，转子因惯性还未转起来，旋转磁场以最大的同步转速切割转子绕组，转子绕组可能感应到瞬时较大的反电势。因而，在转子导体中流过很大的电流，这个电流产生抵消定子磁场的磁能，定子侧为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通，遂自动增加电流。此时转子的电流很大，故定子电流也增得很大，甚至高达额定电流的4～7倍。

对于产生的大电流传统方法是通过串入电阻减小电流，通过能耗电阻减少能量损失，针对能量的损耗浪费，现有技术中涉及到制动阶段能量的回馈，但是在对能量回馈装置的设计，只是涉及到概念性设计，并没对能量回馈装置稳压充电、回馈进行设计。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述现有技术的不足，提供了一种永磁同步电机启动、制动下的电流回馈装置，本实用新型能够实现储能电源的充电，得到储能电源作为备用电源。

要解决以上所述的技术问题，本实用新型采取的技术方案为：

一种永磁同步电机启动、制动下的电流回馈装置包括控制电路、功率驱动电路、定子电流检测电路、供电电路、整流调压电路以及储能电路，所述定子电流检测电路将检测到的永磁同步电机输出端的相电流信号送入控制电路，所述控制电路的信号输出端连接功率驱动电路的信号输入端，所述功率驱动电路的信号输出端连接整流调压电路的信号输入端，所述整流调压电路的信号输出端连接储能电路的信号输入端，控制电路的信号输出端通过三极管与储能电路的信号输入端相连，功率驱动电路与永磁同步电机之间相连接。

优选的，所述功率驱动电路包括制动电阻，所述制动电阻的一端分别与第一三极管的集电极、第一二极管的负极、第二三极管的集电极、第二二极管的负极、第三三极管的集电极、第三二极管的负极、供电电路的一端以及整流调压电路的一端相连，所述第一三极管的发射极以及第一二极管的正极均连接第五三极管的集电极、第五二极管的负极以及永磁同步电机的U接线端子；所述第二三极管的发射极以及第二二极管的正极均连接第六三极管的集电极、第六二极管的负极以及永磁同步电机的V接线端子；所述第三三极管的发射极以及第三二极管的正极均连接第七三极管的集电极、第七二极管的负极以及永磁同步电机的W接线端子；所述制动电阻的另一端分别连接第四三极管的集电极以及第四二极管的负极，所述第一三极管的基极、第二三极管的基极、第三三极管的基极、第四三极管的基极、第五三极管的基极、第六三极管的基极、第七三极管的基极均连接控制电路的信号输出端，所述第四三极管的发射极、第四二极管的正极、第五三极管的发射极、第五二极管的正极、第六三极管的发射极、第六二极管的正极、第七三极管的发射极、第七二极管的正极均连接供电电路的另一端以及整流调压电路的另一端。

进一步的，所述控制电路包括DSP2812处理器。

本实用新型的有益效果为：

(1)、本实用新型包括控制电路、功率驱动电路、定子电流检测电路、供电电路、整流调压电路以及储能电路，定子电流检测电路能够实时的对永磁同步电机输出端的相电流信号进行采集并输出至控制电路，并与额定电流进行对比，发出储能电源开关控制信号，所述整流调压电路用于对产生的大脉冲电压进行AC-DC整流，得到瞬时的稳定电压，使得储能电路处于稳压充电状态，效率更高，使用寿命更长，本实用新型能够实现储能电源的充电，得到储能电源作为备用电源。

(2)、所述功率驱动电路的电路结构简单，易于实现且稳定性好。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型的组成连接框图；

图2为本实用新型的功率驱动电路的电路原理图。

图中的附图标记含义如下：

10—控制电路 20—功率驱动电路 30—定子电流检测电路

40—供电电路 50—整流调压电路 60—储能电路

VT1～VT7—第一三极管～第七三极管

V1～V7—第一二极管～第七二极管

具体实施方式

下面对照附图，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：

如图1所示，一种永磁同步电机启动、制动下的电流回馈装置包括控制电路10、功率驱动电路20、定子电流检测电路30、供电电路40、整流调压电路50以及储能电路60，所述定子电流检测电路30将检测到的永磁同步电机输出端的相电流信号送入控制电路10，所述控制电路10的信号输出端连接功率驱动电路20的信号输入端，所述功率驱动电路20的信号输出端连接整流调压电路50的信号输入端，所述整流调压电路50的信号输出端连接储能电路60的信号输入端，控制电路10的信号输出端通过三极管与储能电路60的信号输入端相连，功率驱动电路20与永磁同步电机之间相连接。

优选的，所述整流调压电路50为整流、PWM调压电路。

供电电路40包括AC-DC整流模块、DC-DC调压模块、DC-AC逆变模块，供电电路40用于对系统进行供电，维持系统的正常工作。

如图2所示，所述功率驱动电路20包括制动电阻，所述制动电阻的一端分别与第一三极管VT1的集电极、第一二极管V1的负极、第二三极管VT2的集电极、第二二极管V2的负极、第三三极管VT3的集电极、第三二极管V3的负极、供电电路40的一端以及整流调压电路50的一端相连，所述第一三极管VT1的发射极以及第一二极管V1的正极均连接第五三极管VT5的集电极、第五二极管V5的负极以及永磁同步电机的U接线端子；所述第二三极管VT2的发射极以及第二二极管V2的正极均连接第六三极管VT6的集电极、第六二极管V6的负极以及永磁同步电机的V接线端子；所述第三三极管VT3的发射极以及第三二极管V3的正极均连接第七三极管VT7的集电极、第七二极管V7的负极以及永磁同步电机的W接线端子；所述制动电阻的另一端分别连接第四三极管VT4的集电极以及第四二极管V4的负极，所述第一三极管VT1的基极、第二三极管VT2的基极、第三三极管VT3的基极、第四三极管VT4的基极、第五三极管VT5的基极、第六三极管VT6的基极、第七三极管VT7的基极均连接控制电路10的信号输出端，所述第四三极管VT4的发射极、第四二极管V4的正极、第五三极管VT5的发射极、第五二极管V5的正极、第六三极管VT6的发射极、第六二极管V6的正极、第七三极管VT7的发射极、第七二极管V7的正极均连接供电电路40的另一端以及整流调压电路50的另一端。

所述控制电路10包括DSP2812处理器。

供电电路40将市电交流电经过AC-DC变换，再经过DC-AC逆变得到可控的频率、幅值交流电，使电机正常运行。

如图1、2所示，当电机启动、制动时，会在产生大的反电动势通过闭合回路反馈到Udc两端，将两端大电流引入至整流调压电路50，整流调压电路50对产生的大脉冲电压进行AC-DC整流，得到瞬时的稳定电压，使得储能电路60在稳压充电状态，效率更高、使用寿命最长。

控制电路10实时对相电流进行采集，并与额定电流进行对比，发出储能电源开关控制信号，其中的整流调压电路50保证了脉冲大电流的稳定输出，实现稳定充电功能。

为使本实用新型技术方案更加清楚明了，以下通过一具体实施对本实用新型的工作过程进行说明。

如图1所示，在正确接线的前提下，为了使永磁同步电机运行，控制电路10需发出转速控制信号，这时定子电流检测电路30检测到永磁同步电机的转子位置信号，经过控制电路10中的DSP处理器处理，发出六相脉冲信号，导通与关断功率驱动电路20的六个IGBT晶闸管，实现直流电Udc逆变为三相正弦交流电UVW，永磁同步电机瞬间接入三相交流电时，由于产生的电磁转矩还没有达到额定电磁转矩，此时永磁同步电机相当于一台变压器，定子上产生的瞬间电流通过电磁感应会在转子上感应出大电流，进而产生大的磁场，磁场通过电磁回路会在定子上产生大电流，定子电流检测电路30将检测到的大电流实时反馈给控制电路10，控制电路10通过比较电路比较额定转速下的电流值与检测的大电流，当大电流远远超过额定电流时，比较电路的输出信号经过控制电路10中的DSP处理器处理发出切断功率驱动电路20的信号，也就是不产生六相脉冲信号，同时发出信号导通整流调压电路50与储能电路60间的三极管，这样定子上产生的瞬间大电流经过功率驱动电路20的逆变器，逆变器的直流侧会产生时变的高脉冲电压，高脉冲电压通过桥式整流电路输出稳定的直流电，直流电通过调压电路中稳压芯片处理，输出供储能电路60充电的直流电，当电磁转矩达到额定电磁转矩时，控制器通过检测到定子电流，DSP处理器对比较电路信号处理，发出开通六相脉冲信号的信号和关断整流调压电路50与储能电路60间的三极管，至此永磁同步电机正常运行，永磁同步电机制动过程产生大电流原理与启动过程刚好相反，其他电路信号处理与启动过程一样，通过永磁同步电机启动、制动下的电流回馈装置，避免了大电流带来的危害，同时储能的电源可以作为备用电源使用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。