本发明涉及开关磁阻电机,具体为开关磁阻电机控制器。
背景技术:
1、开关磁阻电机具有结构简单、成本低、转速高、可靠性高、起动转矩大,起动电流低、效率高,损耗小等特点,是未来新能源电动车和工程机械领域的主流趋势。因此,开发开关磁阻电机控制器具有广阔的市场前景。
2、开关磁阻电机是利用转子磁阻不均匀而产生转矩的电机,又称反应式同步电动机,其结构及工作原理与传统的交、直流电动机有很大的区别。它不依靠定、转子绕组电流所产生磁场的相互作用而产生转矩,而是依靠“磁阻最小原理”产生转矩,即:“磁通总是沿着磁阻最小的路径闭合,从而产生磁拉力。
3、传统的开关磁阻电机控制器需要6个半桥igbt模块来实现功能,因此,需要占用更多的控制器空间,为此,研发出h桥拓扑的igbt,如中国专利公开号:cn 112886900 a中公开了《一种三相开关磁阻电机控制器》,包括微处理器、电机相绕组、h桥驱动电路、电池和驱动器,所述h桥驱动电路包括三个并联的h桥,每个所述h桥均包括两个半桥结构,每个半桥结构上均包括一个igbt管和与其反向串联的二极管,所述igbt管上还反并联有二极管,每个所述半桥结构上还设置有vce电压检测端子并连接有电压检测电路,实现了特殊的h桥拓扑igbt实现减小控制器体积,节约成本,同时防止短路时损坏控制器,只需要3个h桥拓扑igbt,就可以实现6个半桥igbt模块实现的功能,大大减小了控制器体积,同时节约了成本。
4、然而,上述技术方案在完成了h桥igbt模块的定制设计之后,并未妥善考虑igbt的驱动方案,目前还没有专门针对h桥拓扑igbt驱动电路的成熟设计方案,因此还需要进一步研究igbt模块的驱动设计,因此,提出一种开关磁阻电机控制器,用于解决上述背景中提到的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供开关磁阻电机控制器,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:开关磁阻电机控制器,包括包括微处理器、电机相绕组、h桥驱动电路、电池和驱动器,所述h桥驱动电路包括三个并联的h桥,每个所述h桥均包括两个半桥结构,每个半桥结构上均包括一个igbt管和与其反向串联的二极管,所述igbt管上还反并联有二极管,每个所述半桥结构上还设置有vce电压检测端子并连接有电压检测电路,还包括用作驱动的h桥igbt驱动电路系统,所述h桥igbt驱动电路系统的整体设计架构主要包括igbt驱动供电、igbt信号控制与故障反馈和igbt驱动与短路保护三个部分。
3、优选的,所述h桥igbt驱动电路系统采用分立器件方案设计。
4、优选的,所述igbt驱动供电由24vdc输入模块供电,所述24vdc输入模块电路连接有隔离dc/dc模块1和隔离dc/dc模块2,所述隔离dc/dc模块1和隔离dc/dc模块2采用分路设计。
5、优选的,所述隔离dc/dc模块1电路连接有24vdc输出模块,所述隔离dc/dc模块2电路连接有5vdc供电输出模块。
6、优选的,所述24vdc输出模块电路连接有隔离变压器1、隔离变压器2、隔离变压器3、隔离变压器4、隔离变压器5和隔离变压器6,所述隔离变压器1、隔离变压器2、隔离变压器3、隔离变压器4、隔离变压器5和隔离变压器6分别依次电路连接u相上桥24vdc模块、u相下桥24vdc模块、v相上桥24vdc模块、v相下桥24vdc模块、w相上桥24vdc模块、w相下桥24vdc模块。
7、优选的,所述5vdc供电输出模块电路连接有u相上桥隔离驱动光耦、u相下桥隔离驱动光耦、v相上桥隔离驱动光耦、v相下桥隔离驱动光耦、w相上桥隔离驱动光耦和w相下桥隔离驱动光耦。
8、优选的,所述u相上桥隔离驱动光耦、u相下桥隔离驱动光耦、v相上桥隔离驱动光耦、v相下桥隔离驱动光耦、w相上桥隔离驱动光耦和w相下桥隔离驱动光耦均采用光耦原边和光耦副边组合的设计,并通过连接dsp模块的方式,完成igbt信号控制与故障反馈。
9、优选的,所述igbt驱动与短路保护则通过对u相上桥隔离驱动光耦、u相下桥隔离驱动光耦、v相上桥隔离驱动光耦、v相下桥隔离驱动光耦、w相上桥隔离驱动光耦和w相下桥隔离驱动光耦进行去饱和检测完成。
10、优选的,所述h桥igbt驱动电路系统的整体设计架构主要包括igbt驱动供电、igbt信号控制与故障反馈和igbt驱动与短路保护三个部分均设集成设置于用于放置三个并联的h桥的pcb板上。
11、与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
12、第一、本发明使用分立器件设计,成本低,稳定可靠,运行效果良好。
1.开关磁阻电机控制器,包括包括微处理器、电机相绕组、h桥驱动电路、电池和驱动器,所述h桥驱动电路包括三个并联的h桥,每个所述h桥均包括两个半桥结构,每个半桥结构上均包括一个igbt管和与其反向串联的二极管,所述igbt管上还反并联有二极管,每个所述半桥结构上还设置有vce电压检测端子并连接有电压检测电路,其特征在于:
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机控制器,其特征在于:所述h桥igbt驱动电路系统采用分立器件方案设计。
3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机控制器,其特征在于:所述igbt驱动供电由24vdc输入模块供电,所述24vdc输入模块电路连接有隔离dc/dc模块1和隔离dc/dc模块2,所述隔离dc/dc模块1和隔离dc/dc模块2采用分路设计。
4.根据权利要求3所述的开关磁阻电机控制器,其特征在于:所述隔离dc/dc模块1电路连接有24vdc输出模块,所述隔离dc/dc模块2电路连接有5vdc供电输出模块。
5.根据权利要求4所述的开关磁阻电机控制器,其特征在于:所述24vdc输出模块电路连接有隔离变压器1、隔离变压器2、隔离变压器3、隔离变压器4、隔离变压器5和隔离变压器6,所述隔离变压器1、隔离变压器2、隔离变压器3、隔离变压器4、隔离变压器5和隔离变压器6分别依次电路连接u相上桥24vdc模块、u相下桥24vdc模块、v相上桥24vdc模块、v相下桥24vdc模块、w相上桥24vdc模块、w相下桥24vdc模块。
6.根据权利要求4所述的开关磁阻电机控制器,其特征在于:所述5vdc供电输出模块电路连接有u相上桥隔离驱动光耦、u相下桥隔离驱动光耦、v相上桥隔离驱动光耦、v相下桥隔离驱动光耦、w相上桥隔离驱动光耦和w相下桥隔离驱动光耦。
7.根据权利要求6所述的开关磁阻电机控制器,其特征在于:所述u相上桥隔离驱动光耦、u相下桥隔离驱动光耦、v相上桥隔离驱动光耦、v相下桥隔离驱动光耦、w相上桥隔离驱动光耦和w相下桥隔离驱动光耦均采用光耦原边和光耦副边组合的设计,并通过连接dsp模块的方式,完成igbt信号控制与故障反馈。
8.根据权利要求6所述的开关磁阻电机控制器,其特征在于:所述igbt驱动与短路保护则通过对u相上桥隔离驱动光耦、u相下桥隔离驱动光耦、v相上桥隔离驱动光耦、v相下桥隔离驱动光耦、w相上桥隔离驱动光耦和w相下桥隔离驱动光耦进行去饱和检测完成。
9.根据权利要求6所述的开关磁阻电机控制器,其特征在于:所述h桥igbt驱动电路系统的整体设计架构主要包括igbt驱动供电、igbt信号控制与故障反馈和igbt驱动与短路保护三个部分均设集成设置于用于放置三个并联的h桥的pcb板上。