一种驱动高压高速电机的两级式变换器的制作方法

1.本实用新型涉及一种驱动高压高速电机的两级式变换器，属于电力电子技术领域。


背景技术：

2.在传统战车、装甲车正常工作时，需要输出较大功率，但所产生的损耗也会随之增加，降低了整个系统的效率。随着现代科技的发展，为减小损耗，高电压驱动系统逐渐代替了传统低压系统，从而对原有机载设备进行控制。然而，在高压条件下，战车中机载设备面临可靠性与安全性降低的问题，同时，硬件设计中绝缘与隔离的难度也会随之增加。在战车系统工作时，发动机的转速会随着输出功率的变化而变化，且瞬间负荷冲击大，动态变化过程中也会使得母线电压产生较大范围的波动，从而造成机载设备运转的不稳定。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种驱动高压高速电机的两级式变换器，用以解决高电压条件下高速电机的稳定运行问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种驱动高压高速电机的两级式变换器，包括：第一级包括降压变换器、第二级包括至少一路三相全桥变换器；所述降压变换器的输出端与每路三相全桥变换器的输入端相连接，所述降压变换器的输入端与输入电压连接，所述每路三相全桥变换器的输出端与一电机连接。
6.进一步地，所述降压变换器为buck变换器。
7.进一步地，所述第一级降压变换器的输出功率要大于所述第二级三相全桥变换器的输出功率。
8.进一步地，所述降压变换器的输出电压为恒定直流电压或包含有交流分量的直流电压。
9.进一步地，当降压变换器的输出电压为恒定直流电压时，所述降压变换器的开关管的开关频率大于或等于三相全桥变换器开关管的开关频率。
10.进一步地，当降压变换器的输出电压包含有交流分量的直流电压时，所述降压变换器的开关管的开关频率大于三相全桥变换器开关管的开关频率。
11.进一步地，所述降压变换器的输出功率大于所有电机的输出功率之和。
12.进一步地，当多路三相全桥变换器工作时，每路三相全桥变换器的调制比小于1。
13.进一步地，所述降压变换器根据不同电机负载的转速和功率等级调节输出电压。
14.本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，至少具有以下技术效果：
15.1、本实用新型可以通过第一级变换器调节第二级三相全桥变换器的输入电压，增加了控制的灵活性。
16.2、本实用新型通过第一级变换器将电压下降到合适的区间内，用于驱动电机正常
运转，增加可靠性和安全性。
17.3、本实用新型通过第一级变换器可以输出含有交流分量的直流电压，可以实现第二级三相全桥变换器的最优效率控制。
附图说明
18.图1是本实用新型的两级式拓扑电路结构示意图。
19.附图标记说明：
20.1-降压变换器，2-三相全桥变换器，3-电机。
具体实施方式
21.下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
22.如图1所示，本实用新型提供了一种用于驱动高压高速电机的两级式变换器，第一级为降压变换器1、第二级包括至少一路三相全桥变换器2；其中，降压变换器1的输入端与输入电压ui连接，提供输入电压，降压变换器1的输出端与每路三相全桥变换器2的输入端相连接，将降压变换器1的输出电压作为每路三相全桥变换器2的输入电压，每路三相全桥变换器2的输出端连接一电机3，驱动电机3工作。
23.在一些实施例中，降压变换器1采用buck变换器，将母线的高压下降到合适的区间内，作为三相全桥变换器2的输入电压，驱动电机3正常运转。需要说明的是，buck变换器的输出电压可以是恒定直流电压，也可以是包含有交流分量的直流电压。在buck变换器输出恒定直流电压条件下，可以实现最大调制比控制；在buck变换器输出含有交流分量的直流电压条件下，可以大大减小第二级三相全桥变换器2的开关损耗，从而实现最优效率控制。
24.具体地，降压变换器1的输出功率要大于第二级三相全桥变换器2的输出功率。需要说明的是，由于第一级降压变换器1采用buck变换器，buck变换器正常工作时效率能达到96％以上，因此系统的整体效率仍然较高。
25.具体地，第一级降压变换器1开关管的开关频率要大于或等于第二级三相全桥变换器2开关管的开关频率。需要说明的是，当降压变换器1的输出电压为恒定直流电压时，其开关管的开关频率可以大于或等于第二级三相全桥变换器2开关管的开关频率；而当降压变换器1的输出电压为含有交流分量的直流电压时，为提升交流分量的跟踪效果，其开关管的开关频率一定要大于第二级三相全桥变换器2开关管的开关频率，具体开关频率大小由高速电机的转速及载波比而定。
26.具体地，第一级降压变换器1的输出端可以通过连接多路三相全桥变换器2来驱动多路不同转速和功率等级的电机3，可以根据各电机3的转速和功率等级，灵活地调节第一级降压变换器1输出电压的大小。需要说明的是，多路三相全桥变换器2在驱动多路电机时，每路三相全桥变换器2的调制比必须小于1，即降压变换器1的输出电压大小必须要使多路电机3稳定运行。另外，在驱动多路电机3工作时，第一级降压变换器1的设计功率要大于后级所有电机3的输出功率之和。
27.本实用新型提供的一种驱动高压高速电机的两级式变换器，能够通过第一级降压
变换器灵活调节第二级三相全桥变换器的输入电压；能够灵活调节降压变换器输出电压中的谐波含量，从而减小开关管的开关损耗，实现最优效率控制；能够驱动多路不同转速、不同功率等级的电机。
28.以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。


技术特征：
1.一种驱动高压高速电机的两级式变换器，其特征在于，第一级包括降压变换器，第二级包括至少一路三相全桥变换器；所述降压变换器的输入端与输入电压连接，所述降压变换器的输出端与每路三相全桥变换器的输入端相连接，所述每路三相全桥变换器的输出端与一电机连接。2.根据权利要求1所述的一种驱动高压高速电机的两级式变换器，其特征在于，所述降压变换器为buck变换器。3.根据权利要求1所述的一种驱动高压高速电机的两级式变换器，其特征在于,所述第一级降压变换器的输出功率要大于所述第二级三相全桥变换器的输出功率。4.根据权利要求1所述一种驱动高压高速电机的两级式变换器，其特征在于，所述降压变换器的输出电压为恒定直流电压或包含有交流分量的直流电压。5.根据权利要求4所述一种驱动高压高速电机的两级式变换器，其特征在于，当降压变换器的输出电压为恒定直流电压时，所述降压变换器开关管的开关频率大于或等于三相全桥变换器开关管的开关频率。6.根据权利要求4所述一种驱动高压高速电机的两级式变换器，其特征在于，当降压变换器的输出电压为包含有交流分量的直流电压时，所述降压变换器开关管的开关频率大于三相全桥变换器开关管的开关频率。7.根据权利要求1所述一种驱动高压高速电机的两级式变换器，其特征在于，所述降压变换器的输出功率大于所有电机的输出功率之和。8.根据权利要求1所述一种驱动高压高速电机的两级式变换器，其特征在于，当多路三相全桥变换器工作时，每路三相全桥变换器的调制比小于1。9.根据权利要求1所述一种驱动高压高速电机的两级式变换器，其特征在于，所述降压变换器根据不同电机的转速和功率等级调节输出电压。

技术总结
本实用新型提供了一种驱动高压高速电机的两级式变换器，第一级包括降压变换器、第二级包括至少一路三相全桥变换器；所述降压变换器的输出端与每路三相全桥变换器的输入端相连接，所述降压变换器的输入端与输入电压连接，所述每路三相全桥变换器的输出端与一电机连接。本实用新型能够灵活调节降压变换器输出电压中的谐波含量，从而减小开关管的开关损耗，能够驱动多路不同转速、不同功率等级的电机。机。机。


技术研发人员：俞强 曹鑫 郝振洋
受保护的技术使用者：浙江牧星电气有限公司
技术研发日：2022.01.20
技术公布日：2022/8/16