一种永磁多相无刷直流电机的驱动电路

本发明涉及永磁多相无刷直流电机，特别涉及一种永磁多相无刷直流电机的驱动电路。

背景技术：

1、永磁多相无刷直流电机在大规模电气传动应用领域具有显著优势，主要体现在新能源电动车辆、电动工具、工业机器人、高端装备等，应用前景良好，且伴随着电力电子技术、微电子技术、新材料技术和控制理论等相关学科的飞速发展，多相电机驱动逐渐成为电机学科的一个前言和热点研究方向。与三相电机驱动相比，多相电机可以承载更大的容量，可以在低电压低电流下运行，对于蓄电池供电的永磁多相无刷直流电机的控制系统而言，可以延长蓄电池的续航时间，此外多相电机的性能比三相电机更加突出，运行效率高，减少谐波含量，降低转矩脉动，改善低速特性，减小振动和噪声，实现容错运行，系统运行可靠性显著提高，电机使用寿命大大延长。

2、目前驱动电机的方式多采用半桥电路实现对一相电机的绕组控制，如三相电机就需要三相半桥电路驱动，六相电机则需要两个三相半桥电路驱动，因此随着电机的相数增多，所需要的驱动管数量是相数的两倍。比如，如图7所示为三相电机的等效电路，其中包括6个驱动管；如图8所示为六相电机的等效电路，其中包括12个驱动管；如图9所示为九相电机的等效电路，其中包括18个驱动管；以此类推，十二相、十五相、二十四相等电机的等效电路包括相数的两倍的驱动管。

3、由于多相电机应用的领域对控制精度要求非常高，对降低多相电机驱动管数量和减小多相电机控制板尺寸，以降低成本的问题亟待解决。

技术实现思路

1、本发明的目的在于相比于现有技术的多相电机驱动方式，使用更少的驱动管来驱动多相电机，以降低成本，提供一种永磁多相无刷直流电机的驱动电路。

2、为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

3、一种永磁多相无刷直流电机的驱动电路，用于驱动永磁n相无刷直流电机，n为3的整数倍，共有n/3套绕组，每套绕组具有3相绕组，包括：

4、流向控制组件，用于控制每一相绕组中电流的方向，共有n相绕组；

5、导通控制组件，包括n个导通控制管，且导通控制管与绕组一一对应连接，用于控制每一相绕组中电流的通断；

6、控制器，分别与流向控制组件、导通控制组件连接。

7、所述流向控制组件包括6个流向控制管，每两个流向控制管为一组；第一组流向控制管分别与每套绕组中的第一相绕组连接，第二组流向控制管分别与每套绕组中的第二相绕组连接，第三组流向控制管分别与每套绕组中的第三相绕组连接。

8、所述流向控制管为nmos管，每组流向控制管中的第一个nmos管的源极连接电源，第一个nmos管的漏极连接第二个nmos管的源极，第二个nmos管的漏极连接地；绕组连接在第一个nmos管的漏极与第二个nmos管的源极之间；所有nmos管的栅极连接控制器。

9、所述导通控制管为nmos管，nmos管的源极分别与每组流向控制管中第一个nmos管的漏极、该组流向控制管中第二个nmos管的源极连接；nmos管的漏极与对应的绕组连接；nmos管的栅极连接控制器。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果：

11、本发明从电路拓扑结构上看，每增加3n相（n为正整数），只需要增加3n个导通控制管；从导通状态分析表上看，每套绕组换相互不影响，各套绕组滞后π/3n电角度。此外，流向控制管的控制时序不会随着相数增加而改变，且每一时序需要导通的流向控制管没有发生变化。因此，本方案可以十分简便的增加或者减少相数，只需要在流向控制管所在支路增加或减少对应接口即可，且控制方式简单。

技术特征：

1.一种永磁多相无刷直流电机的驱动电路，用于驱动永磁n相无刷直流电机，n为3的整数倍，共有n/3套绕组，每套绕组具有3相绕组，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种永磁多相无刷直流电机的驱动电路，其特征在于：所述流向控制组件包括6个流向控制管，每两个流向控制管为一组；第一组流向控制管分别与每套绕组中的第一相绕组连接，第二组流向控制管分别与每套绕组中的第二相绕组连接，第三组流向控制管分别与每套绕组中的第三相绕组连接。

3.根据权利要求2所述的一种永磁多相无刷直流电机的驱动电路，其特征在于：所述流向控制管为nmos管，每组流向控制管中的第一个nmos管的源极连接电源，第一个nmos管的漏极连接第二个nmos管的源极，第二个nmos管的漏极连接地；绕组连接在第一个nmos管的漏极与第二个nmos管的源极之间；所有nmos管的栅极连接控制器。

4.根据权利要求2所述的一种永磁多相无刷直流电机的驱动电路，其特征在于：所述导通控制管为nmos管，nmos管的源极分别与每组流向控制管中第一个nmos管的漏极、该组流向控制管中第二个nmos管的源极连接；nmos管的漏极与对应的绕组连接；nmos管的栅极连接控制器。

技术总结
本发明涉及一种永磁多相无刷直流电机的驱动电路，用于驱动永磁N相无刷直流电机，N为3的整数倍，共有N/3套绕组，每套绕组具有3相绕组，包括：流向控制组件，用于控制每一相绕组中电流的方向，共有N相绕组；导通控制组件，包括N个导通控制管，且导通控制管与绕组一一对应连接，用于控制每一相绕组中电流的通断；控制器，分别与流向控制组件、导通控制组件连接。本发明相比于现有技术的多相电机驱动方式，使用更少的驱动管来驱动多相电机，以降低成本。

技术研发人员：龙驹,龚元军
受保护的技术使用者：西华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12