电机驱动装置的制作方法

本发明涉及一种电机驱动装置，并且涉及一种配置为根据电机所需的输出将电机驱动模式切换为闭端绕组模式或开端绕组模式并且改变电机绕组的电感以允许高效的电机驱动的电机驱动装置。

背景技术：

1、通常，包括在电机中的各个相的绕组在一端电连接到逆变器并且在另一端彼此电连接以形成y形连接。

2、当驱动电机时，通过脉冲宽度调制控制打开或关闭逆变器中的开关元件，通过向y形连接电机的绕组施加线电压产生交流电以产生转矩。

3、因为环保型车辆(例如使用电机产生的转矩作为动力的电动车辆)的燃料效率(或电效率)由逆变器-电机的功率转换效率确定，所以重要的是最大化逆变器的功率转换效率和电机的效率，以提高燃料效率。

4、逆变器-电机系统的效率主要取决于逆变器的电压利用率。当由电机转速和转矩之间的关系确定的车辆的工作点形成在具有高电压利用率的部分中时，可以提高燃料效率。

5、然而，因为增加电机的绕组数量以增加电机的最大转矩将具有高电压利用率的部分从作为车辆的主要工作点的低转矩区域移开，所以可能出现燃料效率恶化的问题。此外，从燃料效率的角度来看，当主工况点设计在具有高电压利用率的部分时，可能会出现电机的最大转矩受限导致车辆加速启动性能下降的问题。

6、在本领域最近引入了使用两个逆变器和模式转换开关来驱动一个电机的技术，从而在用一个电机覆盖低输出和高输出部分的同时，满足对提高系统的效率的电机驱动技术的需求。

7、本发明的背景技术中所包含的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，不能视为对该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。

技术实现思路

1、本发明的各个方面旨在提供一种电机驱动装置，该电机驱动装置通过提供各种电机驱动模式，在改变电机电感的同时，提高驱动电机的逆变器效率以满足电机所需的性能。

2、本发明所要达到的技术目的不限于上述技术目的，并且其他未描述的技术目的对于本发明所属领域的技术人员来说是显而易见的。

3、根据解决上述技术目的的本发明的示例性实施方式，驱动电机的电机驱动装置，其中，该电机包括分别对应于多个相的多个绕组部，可以包括：第一逆变器，包括多个第一开关元件并且电连接到绕组部中的每一个的第一端；第二逆变器，包括多个第二开关元件并且电连接到绕组部中的每一个的第二端；第一转换开关部，具有多个第三开关元件，第三开关元件中的每一个的第一端电连接到设置在绕组部中的每一个中并且通过串联彼此电连接的第一线圈和第二线圈之间的连接部，并且多个第三开关元件的第二端彼此电连接；第二转换开关部，具有多个第四开关元件，第四开关元件中的每一个的第一端电连接到绕组部中的每一个的第二端，并且多个第四开关元件的第二端彼此电连接；以及控制器，配置为基于电机的所需输出、所需转矩或转速控制第一开关元件到第四开关元件的开/关状态。

4、例如，当所需转矩等于或小于预设转矩参考并且所需输出大于预设功率参考时，控制器可以打开多个第三开关元件，关闭多个第四开关元件和第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制多个第一开关元件以驱动电机。

5、例如，当打开多个第三开关元件并且关闭多个第四开关元件和第二逆变器时，可以将电机作为具有中性点的闭端绕组电机驱动，该中性点在多个第三开关元件的另一端。

6、例如，当所需转矩大于预设转矩参考，所需输出等于或小于预设功率参考并且转速等于或小于预设转速参考时，控制器可以打开多个第四开关元件，关闭多个第三开关元件和第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制多个第一开关元件以驱动电机。

7、例如，当打开多个第四开关元件并且关闭多个第三开关元件和第二逆变器时，绕组部中的每一个中的第一线圈和第二线圈可以通过串联彼此电连接，并且可以将电机作为具有中性点的闭端绕组电机驱动，该中性点在多个第四开关元件的另一端。

8、例如，当所需转矩大于预设转矩参考，所需输出大于预设功率参考并且转速大于预设转速参考时，控制器可以关闭多个第三开关元件和多个第四开关元件，并且通过脉冲宽度调制控制多个第一开关元件和多个第二开关元件，以将电机作为开端绕组电机驱动。

9、例如，根据本发明的另一示例性实施方式，驱动电机的电机驱动装置，该电机具有分别对应于多个相的多个绕组部，可以包括：第一逆变器，包括多个第一开关元件并且电连接到绕组部中的每一个的第一端；第二逆变器，包括多个第二开关元件并且电连接到绕组部中的每一个的第二端；多个第一转换开关部，分别具有多个第三开关元件，开关元件中的每一个的一端电连接到设置在绕组部中的每一个中并且通过串联彼此电连接的多个线圈中的相邻但彼此不同的一对线圈之间的连接部，多个开关元件的另一端彼此电连接；第二转换开关部，具有多个第四开关元件，第四开关元件中的每一个的第一端电连接到绕组部中的每一个的第二端，并且多个第四开关元件的第二端彼此电连接；以及控制器，配置为基于电机的所需输出、所需转矩和转速中的至少一个控制第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件和第四开关元件的开/关状态。

10、例如，控制器可以关闭多个第三开关元件和多个第四开关元件，并且通过脉冲宽度调制控制多个第一开关元件和多个第二开关元件，以将电机作为开端绕组电机驱动。

11、例如，控制器可以打开多个第四开关元件，关闭多个第三开关元件和第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制多个第一开关元件以驱动电机。

12、例如，当打开多个第四开关元件并且关闭多个第三开关元件和第二逆变器时，绕组部中的每一个中的多个线圈可以通过串联彼此电连接，并且可以将电机作为具有中性点的闭端绕组电机驱动，该中性点在多个第四开关元件的另一端。

13、上述电机驱动装置通过基于电机的所需性能在闭端绕组电机驱动模式中改变电感，并且切换到开端绕组电机驱动模式，可以实现更高效的驱动并且提高功率性能。

14、本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点将从包括在本文中的附图和以下的具体实施方式中显而易见或在其中更详细地阐述，这些附图和以下的具体实施方式一起用于解释本发明的预定的原理。

技术特征：

1.一种驱动电机的电机驱动装置，所述电机具有分别对应于多个相的多个绕组部，所述电机驱动装置包括：

2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为当所述所需转矩等于或小于预设转矩参考并且所述所需输出大于预设功率参考时，打开所述多个第三开关元件，关闭所述多个第四开关元件和所述第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件以驱动所述电机。

3.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其中，当打开所述多个第三开关元件并且关闭所述多个第四开关元件和所述第二逆变器时，通过所述多个第三开关元件的第二端将所述电机作为包括中性点的闭端绕组电机驱动。

4.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为当所述所需转矩大于预设转矩参考，所述所需输出等于或小于预设功率参考，并且所述转速等于或小于预设转速参考时，打开所述多个第四开关元件，关闭所述多个第三开关元件和所述第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件以驱动所述电机。

5.根据权利要求4所述的电机驱动装置，其中，当打开所述多个第四开关元件并且关闭所述多个第三开关元件和所述第二逆变器时，所述绕组部中的每一个中的所述第一线圈和所述第二线圈通过串联彼此电连接，并且通过所述多个第四开关元件的第二端将所述电机作为包括中性点的闭端绕组电机驱动。

6.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为当所述所需转矩大于预设转矩参考，所述所需输出大于预设功率参考并且所述转速大于预设转速参考时，关闭所述多个第三开关元件和所述多个第四开关元件，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件和所述多个第二开关元件，以将所述电机作为开端绕组电机驱动。

7.一种驱动电机的电机驱动装置，所述电机包括分别对应于多个相的多个绕组部，所述电机驱动装置包括：

8.根据权利要求7所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为关闭所述多个第三开关元件和所述多个第四开关元件，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件和所述多个第二开关元件，以将所述电机作为开端绕组电机驱动。

9.根据权利要求7所述的电机驱动装置，其中，所述控制器配置为打开所述多个第四开关元件，关闭所述多个第三开关元件和所述第二逆变器，并且通过脉冲宽度调制控制所述多个第一开关元件以控制所述电机。

10.根据权利要求9所述的电机驱动装置，其中，当打开所述多个第四开关元件并且关闭所述多个第三开关元件和所述第二逆变器时，所述多个绕组部中的每一个中的所述多个线圈通过串联彼此电连接，并且通过所述多个第四开关元件的第二端将所述电机作为包括中性点的闭端绕组电机驱动。

11.一种控制根据权利要求1所述的电机驱动装置的方法，所述方法包括：

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

13.根据权利要求11所述的方法，还包括：

技术总结
本发明提供了一种驱动电机的电机驱动装置，该电机具有分别对应于多个相的多个绕组部。该电机驱动装置包括逆变器、转换开关部和控制器，旨在通过提供各种电机驱动模式，在改变电机电感的同时，提高驱动电机的逆变器效率，以满足电机所需的性能。

技术研发人员：郑冈镐,金明镐,申相哲,林英卨
受保护的技术使用者：现代自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14