电机控制电路、方法、电机系统、无人机及其控制方法

文档序号:10557361阅读:474来源:国知局
电机控制电路、方法、电机系统、无人机及其控制方法
【专利摘要】本发明提供一种电机控制电路,包括功率单元,为多个,每一功率单元均包括第一功率元件及与所述第一功率元件串联的第二功率元件,所述第一功率元件与所述第二功率元件之间的连接点分别电连接至一电机的各绕组的进线端及出线端;其中,通过控制所述多个功率单元中第一功率元件及第二功率元件的导通或断开,以将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法。上述电机控制电路可将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法,即实现动态转换,更具实用性。本发明还提供一种电机控制方法、电机系统、无人机及其控制方法。
【专利说明】
电机控制电路、方法、电机系统、无人机及其控制方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及电机控制技术领域,尤其涉及一种电机控制电路、方法、电机系统、无 人机及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 目前,常用的三相电机通常具有三角形及星形两种接法。其中,三角形接法常用于 低电压高输出功率,但其效率受脉宽调制谐波影响较大,在低速段效率较低,但在相同的电 压下可以达到更高转速。而星形接法常用于高电压低输出功率,但其受脉宽调制谐波影响 较小,在低速段效率较高,但在相同电压下无法达到较高转速。目前现有的电机在工作时, 无法动态地在三角形接法与星形接法之间进行切换,较为不便。

【发明内容】

[0003] 鉴于以上内容,有必要提供一种电机控制电路、方法、电机系统、无人机及其控制 方法。
[0004] -种电机控制电路,包括:
[0005] 功率单元,为多个,每一功率单元均包括第一功率元件及与所述第一功率元件串 联的第二功率元件,所述第一功率元件与所述第二功率元件之间的连接点分别电连接至一 电机的各绕组的进线端及出线端;
[0006] 其中,通过控制所述多个功率单元中第一功率元件及第二功率元件的导通或断 开,以将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法。
[0007] 进一步地,所述第一功率元件及所述第二功率元件均为绝缘栅双极型晶体管 (IGBT )、金属氧化物半导体场效应管(M0SFET)或者晶闸管。
[0008] 进一步地,所述第一功率元件的栅极与第二功率元件的栅极均为信号控制端,用 以接收一控制信号,进而导通或断开所述第一功率元件或/及所述第二功率元件;所述第一 功率元件的集电极与所述第二功率元件的发射极均为电流输入端,用以电连接至一电源; 所述第一功率元件的发射极与所述第二功率元件的集电极均为电流输出端,用以电连接至 所述电机的各绕组的进线端或出线端。
[0009] 进一步地,所述第一功率元件的电流输入端与电流输出端之间连接有二极管;所 述第二功率元件的电流输入端与电流输出端之间连接有二极管。
[0010]进一步地,所述电机为三相电机,包括第一绕组、第二绕组以及第三绕组,当电连 接至所述第一绕组的进线端的功率单元与电连接至第二绕组的出线端的功率单元、电连接 至第一绕组的出线端的功率单元与电连接至第三绕组的进线端的功率单元、以及电连接至 第二绕组的进线端的功率单元与电连接至第三绕组的出线端的功率单元的通断情况分别 一致时,所述电机切换至三角形接法;
[0011] 或者
[0012] 当电连接至所述电机的第一绕组的出线端的功率单元、电连接至第二绕组的出线 端的功率单元以及电连接至第三绕组的出线端的功率单元的通断情况一致时,所述电机切 换至星形接法。
[0013] 进一步地,所述功率单元按照六步换相法对所述电机换相。
[0014] 进一步地,所述电机控制电路还包括控制单元,所述控制单元用以接收一触发信 号,并根据所述触发信号输出相应的控制信号,以控制所述多个功率单元中第一功率元件 及所述第二功率元件的导通或断开。
[0015] 进一步地,所述电机控制电路还包括按钮,所述按钮电连接至所述控制单元,通过 操作所述按钮以输出所述触发信号;
[0016] 或者
[0017] 所述电机控制电路还包括感应单元,所述感应单元用以感应所述电机的当前输出 功率,并根据所述当前输出功率输出所述触发信号。
[0018] -种电机系统,包括电机及与所述电机电连接的电机控制电路,所述电机控制电 路包括:
[0019] 功率单元,为多个,每一功率单元均包括第一功率元件及与所述第一功率元件串 联的第二功率元件,所述第一功率元件与所述第二功率元件之间的连接点分别电连接至所 述电机的各绕组的进线端及出线端;
[0020] 其中,通过控制所述多个功率单元中第一功率元件及所述第二功率元件的导通或 断开,以将所述电机切换至星形接法或三角形接法。
[0021] 进一步地,所述第一功率元件及所述第二功率元件均为绝缘栅双极型晶体管 (IGBT )、金属氧化物半导体场效应管(M0SFET)或者晶闸管。
[0022] 进一步地,所述第一功率元件的栅极与第二功率元件的栅极均为信号控制端,用 以接收一控制信号,进而导通或断开所述第一功率元件或/及所述第二功率元件;所述第一 功率元件的集电极与所述第二功率元件的发射极均为电流输入端,用以电连接至一电源; 所述第一功率元件的发射极与所述第二功率元件的集电极均为电流输出端,用以电连接至 所述电机的各绕组的进线端或出线端。
[0023] 进一步地,所述第一功率元件的电流输入端与电流输出端之间连接有二极管;所 述第二功率元件的电流输入端与电流输出端之间连接有二极管。
[0024]进一步地,所述电机为三相电机,包括第一绕组、第二绕组以及第三绕组,当电连 接至所述第一绕组的进线端的功率单元与电连接至第二绕组的出线端的功率单元、电连接 至第一绕组的出线端的功率单元与电连接至第三绕组的进线端的功率单元、以及电连接至 第二绕组的进线端的功率单元与电连接至第三绕组的出线端的功率单元接收到的通断情 况分别一致时,所述电机切换至三角形接法;
[0025] 或者
[0026] 当电连接至所述电机的第一绕组的出线端的功率单元、电连接至第二绕组的出线 端的功率单元以及电连接至第三绕组的出线端的功率单元的通断情况一致时,所述电机切 换至星形接法。
[0027] 进一步地,所述功率单元按照六步换相法对所述电机换相。
[0028] 进一步地,所述电机控制电路还包括控制单元,所述控制单元用以接收一触发信 号,并根据所述触发信号输出相应的控制信号,进而控制所述多个功率单元中第一功率元 件及所述第二功率元件的导通或断开。
[0029] 进一步地,所述电机控制电路还包括按钮,所述按钮电连接至所述控制单元,通过 操作所述按钮以输出所述触发信号;
[0030] 或者
[0031 ] 所述电机控制电路还包括感应单元,所述感应单元用以感应所述电机的当前输出 功率,并根据所述输出功率输出所述触发信号。
[0032] 一种电机控制方法,所述方法包括:
[0033]获取一触发信号;
[0034] 根据所述触发信号输出相应的控制信号;
[0035] 根据所述控制信号,控制电机的多个绕组的进线端及出线端的驱动信号相同或不 同,以将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法。
[0036] 进一步地,根据所述控制信号,通过多个功率单元控制电机的多个绕组的进线端 及出线端的驱动信号相同或不同,以将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接 法。
[0037] 进一步地,每一功率单元均包括第一功率元件及与所述第一功率元件串联的第二 功率元件,所述第一功率元件与所述第二功率元件之间的连接点分别电连接至所述电机的 各绕组的进线端及出线端;根据所述控制信号断开或导通多个功率单元中的第一功率元件 及第二功率元件,以将与所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法。
[0038]进一步地,所述电机为三相电机,包括第一绕组、第二绕组以及第三绕组,当电连 接至所述第一绕组的进线端的功率单元与电连接至第二绕组的出线端的功率单元、电连接 至第一绕组的出线端的功率单元与电连接至第三绕组的进线端的功率单元、以及电连接至 第二绕组的进线端的功率单元与电连接至第三绕组的出线端的功率单元的通断情况分别 一致时,所述电机切换至三角形接法;
[0039] 或者
[0040] 当电连接至所述电机的第一绕组的出线端的功率单元、电连接至第二绕组的出线 端的功率单元以及电连接至第三绕组的出线端的的功率单元的通断情况一致时,所述电机 切换至星形接法。
[0041 ]进一步地,通过操作一按钮而触发所述触发信号;
[0042] 或者
[0043] 通过感应所述电机的当前输出功率,并根据所述当前输出功率输出所述触发信 号。
[0044] 一种电机的控制装置,包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器用于:
[0045] 获取一触发信号;
[0046] 根据所述触发信号输出相应的控制信号;
[0047] 根据所述控制信号,控制电机的多个绕组的进线端及出线端的驱动信号相同或不 同,以将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法。
[0048] 进一步地,根据所述控制信号,通过多个功率单元控制电机的多个绕组的进线端 及出线端的驱动信号相同或不同,以将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接 法。
[0049] 进一步地,每一功率单元均包括第一功率元件及与所述第一功率元件串联的第二 功率元件,所述第一功率元件与所述第二功率元件之间的连接点分别电连接至所述电机的 各绕组的进线端及出线端;根据所述控制信号断开或导通多个功率单元中的第一功率元件 及第二功率元件,以将与所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法。
[0050] 进一步地,所述电机为三相电机,包括第一绕组、第二绕组以及第三绕组,当电连 接至所述第一绕组的进线端的功率单元与电连接至第二绕组的出线端的功率单元、电连接 至第一绕组的出线端的功率单元与电连接至第三绕组的进线端的功率单元、以及电连接至 第二绕组的进线端的功率单元与电连接至第三绕组的出线端的功率单元的通断情况分别 一致时,所述电机的连接方式切换至三角形接法;
[0051 ] 或者
[0052] 当电连接至所述电机的第一绕组的出线端的功率单元、电连接至第二绕组的出线 端的功率单元以及电连接至第三绕组的出线端的的功率单元的通断情况一致时,所述电机 的连接方式切换至星形接法。
[0053] 进一步地,通过操作一按钮而触发所述触发信号;
[0054] 或者
[0055] 通过感应所述电机的当前输出功率,并根据所述当前输出功率输出所述触发信 号。
[0056] -种无人机的控制方法,包括:
[0057] 获取无人机的电机的当前输出功率;
[0058]根据所述电机的当前输出功率,将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形 接法。
[0059] 一种无人机,包括:
[0060]电机,用于提供无人机飞行的动力;
[0061] 电调,与所述电机电连接,用于控制所述电机的运行状态;
[0062] 控制单元,与所述电调电连接,用于通过所述电调控制所述电机;
[0063] 其中,所述控制单元根据所述电机的当前输出功率,将所述电机的连接方式切换 至星形接法或三角形接法。
[0064] 进一步地,所述电调包括:
[0065] 功率单元,为多个,每一功率单元均包括第一功率元件及与所述第一功率元件串 联的第二功率元件,所述第一功率元件与所述第二功率元件之间的连接点分别电连接至所 述电机的各绕组的进线端及出线端;
[0066] 其中,通过控制所述多个功率单元中第一功率元件及第二功率元件的导通或断 开,以将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法。
[0067] 进一步地,所述第一功率元件及所述第二功率元件均为绝缘栅双极型晶体管 (IGBT )、金属氧化物半导体场效应管(M0SFET)或者晶闸管。
[0068] 进一步地,所述第一功率元件的栅极与第二功率元件的栅极均为信号控制端,用 以接收一控制信号,进而导通或断开所述第一功率元件或/及所述第二功率元件;所述第一 功率元件的集电极与所述第二功率元件的发射极均为电流输入端,用以电连接至一电源; 所述第一功率元件的发射极与所述第二功率元件的集电极均为电流输出端,用以电连接至 所述电机的各绕组的进线端或出线端。
[0069] 进一步地,所述第一功率元件的电流输入端与电流输出端之间连接有二极管;所 述第二功率元件的电流输入端与电流输出端之间连接有二极管。
[0070] 进一步地,所述电机为三相电机,包括第一绕组、第二绕组以及第三绕组,当电连 接至所述第一绕组的进线端的功率单元与电连接至第二绕组的出线端的功率单元、电连接 至第一绕组的出线端的功率单元与电连接至第三绕组的进线端的功率单元、以及电连接至 第二绕组的进线端的功率单元与电连接至第三绕组的出线端的功率单元的通断情况分别 一致时,所述电机切换至三角形接法;
[0071] 或者
[0072] 当电连接至所述电机的第一绕组的出线端的功率单元、电连接至第二绕组的出线 端的功率单元以及电连接至第三绕组的出线端的功率单元的通断情况一致时,所述电机切 换至星形接法。
[0073 ]进一步地,所述功率单元按照六步换相法对所述电机换相。
[0074] 进一步地,所述电调还包括控制单元,所述控制单元用以接收一触发信号,并根据 所述触发信号输出相应的控制信号,以控制所述多个功率单元中第一功率元件及所述第二 功率元件的导通或断开。
[0075] 进一步地,所述无人机还包括遥控器,通过所述遥控器以输出所述触发信号;
[0076] 或者
[0077] 所述无人机还包括感应单元,所述感应单元用以感应所述电机的当前输出功率, 并根据所述电机的当前输出功率输出所述触发信号。
[0078] 上述电机控制电路、方法、电机系统、无人机及其控制方法可根据电机的当前输出 功率,将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法,即实现动态转换,更具实用 性。
【附图说明】
[0079]图1为本发明实施例的电机系统的其中一种功能模块图。
[0080] 图2为本发明实施例的电机系统的另外一种功能模块图。
[0081] 图3为本发明实施例的一种电机控制方法的流程示意图。
[0082 ]图4为本发明实施例的电机系统的应用示意图。
[0083]主要元件符号说明
[0086] 如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0087] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0088]需要说明的是,当一个元件被称为"电连接"另一个元件,它可以直接在另一个组 件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是"电连接"另一个元件,它可以是接 触连接,例如,可以是导线连接的方式,也可以是非接触式连接,例如,可以是非接触式耦合 的方式。
[0089]除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的 技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具 体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语"及/或"包括一个或多个相 关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0090]下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的 实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0091 ]请参阅图1,本发明较佳实施例提供一种电机系统100,包括电机10及电机控制电 路30。所述电机控制电路30与所述电机10电连接,用以根据所述电机10的当前输出功率将 所述电机10的连接方式切换至星形接法或三角形接法。
[0092]在本实施例中,所述电机10为三相电机,包括第一绕组11、第二绕组13以及第三绕 组15。所述第一绕组11包括进线端Ul及出线端U2。所述第二绕组13包括进线端Vl及出线端 V2。所述第三绕组15包括进线端Wl及出线端W2。在本实施例中,当输入至所述第一绕组11的 出线端U2、第二绕组13的出线端V2以及第三绕组15的出线端W2的驱动信号一致时,所述电 机10工作在星形接法。当输入至所述第一绕组11的进线端Ul与第二绕组13的出线端V2的驱 动信号、所述第一绕组11的出线端U2与所述第三绕组13的进线端Wl的驱动信号、以及所述 第二绕组13的进线端Vl与第三绕组13的出线端W2的驱动信号分别一致时,所述电机10切换 至三角形接法。
[0093]在本实施例中,所述电机控制电路30包括六个功率单元31-36以及控制单元37。所 述功率单元31-36以及控制单元37均集成在一电调50内。所述电调50用以控制所述电机10 的运行状态。
[0094] 在本实施例中,每一功率单元31-36均包括第一功率元件Ql以及第二功率元件Q2。 每一功率单元31-36中的所述第一功率元件Ql与所述第二功率元件Q2串联,且两者之间的 连接点分别电连接至所述电机10的各绕组的进线端及出线端。例如,所述功率单元31中第 一功率元件Ql与所述第二功率元件Q2的连接点连接至所述第一绕组11的进线端Ul。所述功 率单元32中第一功率元件Ql与所述第二功率元件Q2的连接点连接至所述第二绕组13的进 线端VI。所述功率单元33中第一功率元件Ql与所述第二功率元件Q2的连接点连接至所述第 三绕组15的进线端W1。所述功率单元34中第一功率元件Ql与所述第二功率元件Q2的连接点 连接至所述第一绕组11的出线端U2。所述功率单元35中第一功率元件Ql与所述第二功率元 件Q2的连接点连接至所述第二绕组13的出线端V2。所述功率单元36中第一功率元件Ql与所 述第二功率元件Q2的连接点连接至所述第三绕组15的出线端W2。
[0095]可以理解,所述第一功率元件Ql与所述第二功率元件Q2可以为绝缘栅双极型晶体 管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)或者晶闸管。
[0096]在本实施例中,所述第一功率元件Ql与所述第二功率元件Q2的栅极均为信号控制 端,用以接收一控制信号,进而导通或断开所述第一功率元件Ql或/及所述第二功率元件 Q2。所述第一功率元件Ql的集电极与所述第二功率元件Q2的发射极均为电流输入端,用以 电连接至一电源(图未示)。所述第一功率元件Ql的发射极电性连接至所述第二功率元件Q2 的集电极,两者均为电流输出端,用以电连接至所述电机10的各绕组的进线端或出线端。 [0097]可以理解,所述第一功率元件Ql的电流输入端与电流输出端之间连接有二极管 D1。所述第二功率元件Q2的电流输入端与电流输出端之间连接有二极管D2。所述二极管D1、 D2为续流二极管。当然,在其他实施例中,该续流二极管为第一功率元件Ql与第二功率元件 Q2的寄生二极管。
[0098]所述控制单元37与所述第一功率元件Ql与第二功率元件Q2的信号控制端电连接, 用以接收一触发信号,并根据所述触发信号输出相应的控制信号,以控制所述多个功率单 元31-36中第一功率元件Ql与第二功率元件Q2的导通或断开,进而将所述电机10的连接方 式切换至星形接法或三角形接法。在本实施例中,所述控制单元37包括一组脉宽调制 (pulse-width modulation,PWM)端PWM1-PWM12。所述PffM端PWM1-PWM12分别电连接至所述 第一功率元件Ql与第二功率元件Q 2的信号控制端,用以分别输出相应的控制信号至所述第 一功率元件Ql与第二功率元件Q2。
[0099] 可以理解,所述电机控制电路30还可包括感应单元39。所述感应单元39与所述控 制单元37电连接。所述感应单元39用以感应所述电机10的当前输出功率,并根据所述电机 10的当前输出功率输出所述触发信号。例如,当所述感应单元39感应到所述电机10的当前 输出功率大于一预设值时,所述感应单元39可输出一触发信号(例如,高电平信号)至所述 控制单元37,所述控制单元37再根据所述触发信号输出相应的控制信号,以控制所述电机 10工作在星形接法。
[0100] 具体地,当所述控制单元37接收到所述触发信号后,所述控制单元37可通过所述 Pmi端PWM1-PWM12输出相应的控制信号,以使得所述功率单元34、35、36中第一功率元件Ql 的通断情况以及所述功率单元34、35、36中第二功率元件Q2的通断情况分别保持一致,进而 使得输入至所述第一绕组11的出线端U2、第二绕组13的出线端V2以及第三绕组15的出线端 W2的驱动信号保持一致,所述电机10工作在星形接法。
[0101] 而当所述感应单元39感应到所述电机10的当前输出功率小于所述预设值时,所述 感应单元39可输出一触发信号(例如,低电平信号)至所述控制单元37,所述控制单元37再 根据所述触发信号输出相应的控制信号,以控制所述电机10工作在三角形接法。
[0102] 具体地,当所述控制单元37接收到所述触发信号后,所述控制单元37可通过所述 P丽端P丽I-P丽12输出相应的控制信号,以使得所述功率单元31中第一功率元件Ql与所述 功率单元35中第一功率元件Q1、所述功率单元31中第二功率元件Q2与所述功率单元35中第 二功率元件Q2的通断情况分别一致、所述功率单元34中第一功率元件Ql与所述功率单元33 中第一功率元件Q1、所述功率单元34中第二功率元件Q2与所述功率单元33中第二功率元件 Q2的通断情况分别一致、以及所述功率单元32中第一功率元件Ql与所述功率单元36中第一 功率元件Q1、所述功率单元32中第二功率元件Q2与所述功率单元36中第二功率元件Q2的通 断情况分别一致,进而使得输入至所述第一绕组11的进线端Ul与第二绕组13的出线端V2的 驱动信号、所述第一绕组11的出线端U2与所述第三绕组13的进线端Wl的驱动信号、以及所 述第二绕组13的进线端Vl与第三绕组13的出线端W2的驱动信号分别保持一致,所述电机10 切换至三角形接法。
[0103] 可以理解,所述功率单元31-36可以按照六步换相法对所述电机10换相,也可以采 用方法对电机10进行控制。
[0104] 可以理解,请参阅图2,在其他实施例中,所述电机控制电路30还可包括按钮S。所 述按钮S与所述控制单元37电连接。通过操作所述按钮S,以输出所述触发信号至所述控制 单元37。
[0105] 需要说明的是,该按钮S也可以设于遥控器(图未示)上,通过遥控器无线发送触发 信号至所述控制单元37。
[0106] 请一并参阅图3,是本发明实施例的一种电机控制方法的流程示意图,本发明实施 例的所述方法具体可以通过控制单元来实现,具体的,所述方法包括:
[0107] S101:获取一触发信号。
[0108] 可以理解,所述电机控制电路30包括感应单元39。所述感应单元39与所述控制单 元37电连接。所述感应单元39用以感应所述电机10的当前输出功率,并根据所述电机10的 当前输出功率输出所述触发信号。例如,当所述感应单元39感应到所述电机10的当前输出 功率大于一预设值时,所述感应单元39可输出一触发信号(例如,高电平信号)至所述控制 单元37。当所述感应单元39感应到所述电机10的当前输出功率小于所述预设值时,所述感 应单元39可输出一触发信号(例如,低电平信号)至所述控制单元37。
[0109] 当然,在其他实施例中,所述电机控制电路30还可包括按钮S。所述按钮S与所述控 制单元37电连接。通过操作所述按钮S,以输出所述触发信号。
[0110] S102:根据所述触发信号输出相应的控制信号。
[0111] S103:根据所述控制信号,控制电机10的多个绕组的进线端及出线端的驱动信号 相同或不同,以将所述电机10的连接方式切换至星形接法或三角形接法。
[0112] 具体的,所述电机控制电路30包括六个功率单元31-36。所述控制单元37是通过所 述六个功率单元31-36控制电机10的多个绕组的进线端及出线端的驱动信号相同或不同, 以将所述电机10的连接方式切换至星形接法或三角形接法。
[0113] 可以理解,在本实施例中,每一功率单元31-36均包括第一功率元件Ql以及第二功 率元件Q2。所述第一功率元件Ql与所述第二功率元件Q2串联,且两者之间的连接点分别电 连接至所述电机10的各绕组的进线端及出线端。例如,所述功率单元31中第一功率元件Ql 与所述第二功率元件Q2的连接点连接至所述第一绕组11的进线端U1。所述功率单元32中第 一功率元件Ql与所述第二功率元件Q2的连接点连接至所述第二绕组13的进线端VI。所述功 率单元33中第一功率元件Ql与所述第二功率元件Q2的连接点连接至所述第三绕组15的进 线端Wl。所述功率单元34中第一功率元件Ql与所述第二功率元件Q2的连接点连接至所述第 一绕组11的出线端U2。所述功率单元35中第一功率元件Ql与所述第二功率元件Q2的连接点 连接至所述第二绕组13的出线端V2。所述功率单元36中第一功率元件Ql与所述第二功率元 件Q2的连接点连接至所述第三绕组15的出线端W2。
[0114] 所述控制单元37可通过所述PWM端PWM1-PWM12输出相应的控制信号,以使得所述 功率单元34、35、36中第一功率元件Ql的通断情况以及所述功率单元34、35、36中第二功率 元件Q2的通断情况分别保持一致,进而使得输入至所述第一绕组11的出线端U2、第二绕组 13的出线端V2以及第三绕组15的出线端W2的驱动信号保持一致,所述电机10工作在星形接 法。
[0115] 所述控制单元37还可通过所述PWM端PWM1-PWM12输出相应的控制信号,以使得所 述功率单元31中第一功率元件Ql与所述功率单元35中第一功率元件Ql、所述功率单元31中 第二功率元件Q2与所述功率单元35中第二功率元件Q2的通断情况分别一致、所述功率单元 34中第一功率元件Ql与所述功率单元33中第一功率元件Q1、所述功率单元34中第二功率元 件Q2与所述功率单元33中第二功率元件Q2的通断情况分别一致、以及所述功率单元32中第 一功率元件Ql与所述功率单元36中第一功率元件Q1、所述功率单元32中第二功率元件Q2与 所述功率单元36中第二功率元件Q2的通断情况分别一致,进而使得输入至所述第一绕组11 的进线端Ul与第二绕组13的出线端V2的驱动信号、所述第一绕组11的出线端U2与所述第三 绕组13的进线端Wl的驱动信号、以及所述第二绕组13的进线端Vl与第三绕组13的出线端W2 的驱动信号分别保持一致,所述电机10切换至三角形接法。
[0116] 请一并参阅图4,可以理解,所述电机系统100可应用至无人机200、遥控战车等可 移动装置上。具体的,当所述电机系统100应用至所述无人机200时,所述电机系统100中的 电机10用于为所述无人机200提供飞行的动力。所述电调50与所述电机10电连接,用于控制 所述电机10的运行状态。所述电调50内的控制单元37与所述电调50电连接,用于通过所述 电调50控制所述电机10。更进一步地,所述控制单元37可根据所述电机10的当前输出功率, 通过与其电连接的功率单元31-36将所述电机10的连接方式切换至星形接法或三角形接 法。
[0117] 显然,上述电机控制电路30可根据电机10的当前输出功率,将所述电机10的连接 方式切换至星形接法或三角形接法,即实现动态转换,更具实用性。
[0118] 以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技 术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种电机控制电路,其特征在于:该电机控制电路包括: 功率单元,为多个,每一功率单元均包括第一功率元件及与所述第一功率元件串联的 第二功率元件,所述第一功率元件与所述第二功率元件之间的连接点分别电连接至一电机 的各绕组的进线端及出线端; 其中,通过控制所述多个功率单元中第一功率元件及第二功率元件的导通或断开,以 将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法。2. 如权利要求1所述的电机控制电路,其特征在于,所述第一功率元件及所述第二功率 元件均为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)或者晶闸管。3. 如权利要求2所述的电机控制电路,其特征在于,所述第一功率元件的栅极与第二功 率元件的栅极均为信号控制端,用以接收一控制信号,进而导通或断开所述第一功率元件 或/及所述第二功率元件;所述第一功率元件的集电极与所述第二功率元件的发射极均为 电流输入端,用以电连接至一电源;所述第一功率元件的发射极与所述第二功率元件的集 电极均为电流输出端,用以电连接至所述电机的各绕组的进线端或出线端。4. 如权利要求3所述的电机控制电路,其特征在于,所述第一功率元件的电流输入端与 电流输出端之间连接有二极管;所述第二功率元件的电流输入端与电流输出端之间连接有 二极管。5. 如权利要求1所述的电机控制电路,其特征在于,所述电机为三相电机,包括第一绕 组、第二绕组以及第三绕组,当电连接至所述第一绕组的进线端的功率单元与电连接至第 二绕组的出线端的功率单元、电连接至第一绕组的出线端的功率单元与电连接至第三绕组 的进线端的功率单元、以及电连接至第二绕组的进线端的功率单元与电连接至第三绕组的 出线端的功率单元的通断情况分别一致时,所述电机切换至三角形接法; 或者 当电连接至所述电机的第一绕组的出线端的功率单元、电连接至第二绕组的出线端的 功率单元以及电连接至第三绕组的出线端的功率单元的通断情况一致时,所述电机切换至 星形接法。6. 如权利要求1所述的电机控制电路,其特征在于,所述功率单元按照六步换相法对所 述电机换相。7. 如权利要求1所述的电机控制电路,其特征在于,所述电机控制电路还包括控制单 元,所述控制单元用以接收一触发信号,并根据所述触发信号输出相应的控制信号,以控制 所述多个功率单元中第一功率元件及所述第二功率元件的导通或断开。8. 如权利要求7所述的电机控制电路,其特征在于,所述电机控制电路还包括按钮,所 述按钮电连接至所述控制单元,通过操作所述按钮以输出所述触发信号; 或者 所述电机控制电路还包括感应单元,所述感应单元用以感应所述电机的当前输出功 率,并根据所述电机的当前输出功率输出所述触发信号。9. 一种电机系统,其特征在于:所述电机系统包括电机及与所述电机电连接的电机控 制电路,所述电机控制电路包括: 功率单元,为多个,每一功率单元均包括第一功率元件及与所述第一功率元件串联的 第二功率元件,所述第一功率元件与所述第二功率元件之间的连接点分别电连接至所述电 机的各绕组的进线端及出线端; 其中,通过控制所述多个功率单元中第一功率元件及所述第二功率元件的导通或断 开,以将所述电机切换至星形接法或三角形接法。10. 如权利要求9所述的电机系统,其特征在于:所述第一功率元件及所述第二功率元 件均为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)或者晶闸管。11. 如权利要求10所述的电机系统,其特征在于:所述第一功率元件的栅极与第二功率 元件的栅极均为信号控制端,用以接收一控制信号,进而导通或断开所述第一功率元件或/ 及所述第二功率元件;所述第一功率元件的集电极与所述第二功率元件的发射极均为电流 输入端,用以电连接至一电源;所述第一功率元件的发射极与所述第二功率元件的集电极 均为电流输出端,用以电连接至所述电机的各绕组的进线端或出线端。12. 如权利要求11所述的电机系统,其特征在于:所述第一功率元件的电流输入端与电 流输出端之间连接有二极管;所述第二功率元件的电流输入端与电流输出端之间连接有二 极管。13. 如权利要求9所述的电机系统,其特征在于:所述电机为三相电机,包括第一绕组、 第二绕组以及第三绕组,当电连接至所述第一绕组的进线端的功率单元与电连接至第二绕 组的出线端的功率单元、电连接至第一绕组的出线端的功率单元与电连接至第三绕组的进 线端的功率单元、以及电连接至第二绕组的进线端的功率单元与电连接至第三绕组的出线 端的功率单元接收到的通断情况分别一致时,所述电机切换至三角形接法; 或者 当电连接至所述电机的第一绕组的出线端的功率单元、电连接至第二绕组的出线端的 功率单元以及电连接至第三绕组的出线端的功率单元的通断情况一致时,所述电机切换至 星形接法。14. 如权利要求9所述的电机系统,其特征在于:所述功率单元按照六步换相法对所述 电机换相。15. 如权利要求9所述的电机系统,其特征在于:所述电机控制电路还包括控制单元,所 述控制单元用以接收一触发信号,并根据所述触发信号输出相应的控制信号,进而控制所 述多个功率单元中第一功率元件及所述第二功率元件的导通或断开。16. 如权利要求15所述的电机系统,其特征在于,所述电机控制电路还包括按钮,所述 按钮电连接至所述控制单元,通过操作所述按钮以输出所述触发信号; 或者 所述电机控制电路还包括感应单元,所述感应单元用以感应所述电机的当前输出功 率,并根据所述电机的当前输出功率输出所述触发信号。17. -种电机控制方法,其特征在于:所述方法包括: 获取一触发信号; 根据所述触发信号输出相应的控制信号; 根据所述控制信号,控制电机的多个绕组的进线端及出线端的驱动信号相同或不同, 以将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法。18. 如权利要求17所述的电机控制方法,其特征在于,根据所述控制信号,通过多个功 率单元控制电机的多个绕组的进线端及出线端的驱动信号相同或不同,以将所述电机的连 接方式切换至星形接法或三角形接法。19. 如权利要求18所述的电机控制方法,其特征在于,每一功率单元均包括第一功率元 件及与所述第一功率元件串联的第二功率元件,所述第一功率元件与所述第二功率元件之 间的连接点分别电连接至所述电机的各绕组的进线端及出线端;根据所述控制信号断开或 导通多个功率单元中的第一功率元件及第二功率元件,以将与所述电机的连接方式切换至 星形接法或三角形接法。20. 如权利要求19所述的电机控制方法,其特征在于,所述电机为三相电机,包括第一 绕组、第二绕组以及第三绕组,当电连接至所述第一绕组的进线端的功率单元与电连接至 第二绕组的出线端的功率单元、电连接至第一绕组的出线端的功率单元与电连接至第三绕 组的进线端的功率单元、以及电连接至第二绕组的进线端的功率单元与电连接至第三绕组 的出线端的功率单元的通断情况分别一致时,所述电机切换至三角形接法; 或者 当电连接至所述电机的第一绕组的出线端的功率单元、电连接至第二绕组的出线端的 功率单元以及电连接至第三绕组的出线端的的功率单元的通断情况一致时,所述电机切换 至星形接法。21. 如权利要求17所述的电机控制方法,其特征在于,通过操作一按钮而触发所述触发 信号; 或者 通过感应所述电机的当前输出功率,并根据所述电机的当前输出功率输出所述触发信 号。22. -种电机的控制装置,其特征在于:所述装置包括一个或多个处理器,所述一个或 多个处理器用于: 获取一触发信号; 根据所述触发信号输出相应的控制信号; 根据所述控制信号,控制电机的多个绕组的进线端及出线端的驱动信号相同或不同, 以将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法。23. 如权利要求22所述的电机的控制装置,其特征在于,根据所述控制信号,通过多个 功率单元控制电机的多个绕组的进线端及出线端的驱动信号相同或不同,以将所述电机的 连接方式切换至星形接法或三角形接法。24. 如权利要求22所述的电机的控制装置,其特征在于,每一功率单元均包括第一功率 元件及与所述第一功率元件串联的第二功率元件,所述第一功率元件与所述第二功率元件 之间的连接点分别电连接至所述电机的各绕组的进线端及出线端;根据所述控制信号断开 或导通多个功率单元中的第一功率元件及第二功率元件,以将与所述电机的连接方式切换 至星形接法或三角形接法。25. 如权利要求24所述的电机的控制装置,其特征在于,所述电机为三相电机,包括第 一绕组、第二绕组以及第三绕组,当电连接至所述第一绕组的进线端的功率单元与电连接 至第二绕组的出线端的功率单元、电连接至第一绕组的出线端的功率单元与电连接至第三 绕组的进线端的功率单元、以及电连接至第二绕组的进线端的功率单元与电连接至第三绕 组的出线端的功率单元的通断情况分别一致时,所述电机的连接方式切换至三角形接法; 或者 当电连接至所述电机的第一绕组的出线端的功率单元、电连接至第二绕组的出线端的 功率单元以及电连接至第三绕组的出线端的的功率单元的通断情况一致时,所述电机的连 接方式切换至星形接法。26. 如权利要求23所述的电机的控制装置,其特征在于,通过操作一按钮而触发所述触 发信号; 或者 通过感应所述电机的当前输出功率,并根据所述当前输出功率输出所述触发信号。27. -种无人机的控制方法,其特征在于, 获取无人机的电机的当前输出功率; 根据所述电机的当前输出功率,将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接 法。28. -种无人机,其特征在于,包括: 电机,用于提供无人机飞行的动力; 电调,与所述电机电连接,用于控制所述电机的运行状态; 控制单元,与所述电调电连接,用于通过所述电调控制所述电机; 其中,所述控制单元根据所述电机的当前输出功率,将所述电机的连接方式切换至星 形接法或三角形接法。29. 如权利要求28所述的无人机,其特征在于,所述电调包括: 功率单元,为多个,每一功率单元均包括第一功率元件及与所述第一功率元件串联的 第二功率元件,所述第一功率元件与所述第二功率元件之间的连接点分别电连接至所述电 机的各绕组的进线端及出线端; 其中,通过控制所述多个功率单元中第一功率元件及第二功率元件的导通或断开,以 将所述电机的连接方式切换至星形接法或三角形接法。30. 如权利要求29所述的无人机,其特征在于,所述第一功率元件及所述第二功率元件 均为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)或者晶闸管。31. 如权利要求30所述的无人机,其特征在于,所述第一功率元件的栅极与第二功率元 件的栅极均为信号控制端,用以接收一控制信号,进而导通或断开所述第一功率元件或/及 所述第二功率元件;所述第一功率元件的集电极与所述第二功率元件的发射极均为电流输 入端,用以电连接至一电源;所述第一功率元件的发射极与所述第二功率元件的集电极均 为电流输出端,用以电连接至所述电机的各绕组的进线端或出线端。32. 如权利要求31所述的无人机,其特征在于,所述第一功率元件的电流输入端与电流 输出端之间连接有二极管;所述第二功率元件的电流输入端与电流输出端之间连接有二极 管。33. 如权利要求29所述的无人机,其特征在于,所述电机为三相电机,包括第一绕组、第 二绕组以及第三绕组,当电连接至所述第一绕组的进线端的功率单元与电连接至第二绕组 的出线端的功率单元、电连接至第一绕组的出线端的功率单元与电连接至第三绕组的进线 端的功率单元、以及电连接至第二绕组的进线端的功率单元与电连接至第三绕组的出线端 的功率单元的通断情况分别一致时,所述电机切换至三角形接法; 或者 当电连接至所述电机的第一绕组的出线端的功率单元、电连接至第二绕组的出线端的 功率单元以及电连接至第三绕组的出线端的功率单元的通断情况一致时,所述电机切换至 星形接法。34. 如权利要求29所述的无人机,其特征在于,所述功率单元按照六步换相法对所述电 机换相。35. 如权利要求29所述的无人机,其特征在于,所述电调还包括控制单元,所述控制单 元用以接收一触发信号,并根据所述触发信号输出相应的控制信号,以控制所述多个功率 单元中第一功率元件及所述第二功率元件的导通或断开。36. 如权利要求35所述的无人机,其特征在于,所述无人机还包括遥控器,通过所述遥 控器以输出所述触发信号; 或者 所述无人机还包括感应单元,所述感应单元用以感应所述电机的当前输出功率,并根 据所述电机的当前输出功率输出所述触发信号。
【文档编号】H02P25/18GK105917571SQ201580004346
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年7月31日
【发明人】陶冶, 蓝求, 周震昊
【申请人】深圳市大疆创新科技有限公司
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