CN106887993A - 三桥臂式逆变器驱动的电机***及其相序检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种三桥臂式逆变器驱动的电机***，以及一种基于所述***的相序检测方法及装置，所述***包括：三桥臂式逆变器和两相不对称电机；两相不对称电机包括：主绕组、辅助绕组；三桥臂逆变器的第一输出端与两相不对称电机的第一端连接，三桥臂逆变器的第一输出端与第一功率开关管的射极及第二功率开关管的集电极连接；三桥臂式逆变器的第二输出端与两相不对称电机的第二端连接，三桥臂逆变器的第二输出端与第三功率开关管的射极及第四功率开关管的集电极以及连接；三桥臂逆变器的第三输出端与两相不对称电机的第三端连接，三桥臂逆变器的第三输出端与第五功率开关管的射极及第六功率开关管的集电极连接，能够提高***的使用寿命和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种三桥臂式逆变器驱动的电机***及其相序检测方法及装置。
背景技术
逆变器是一种将直流电转变为交流电的变流器，三桥臂式逆变器是目前最为常用的逆变器之一。由于逆变器能够输出交流电，故广泛用于电机等大功率设备的驱动。
单相电容分相式电机是一种通过分相电容将单相电压分为两相电压的电机，分相电容是易渗漏、易发热且受高压易击穿的电容器件，故使用寿命较短，单相电容分相式电机需要长时间且持续不断的为其他执行设备提供动力，因此在利用逆变器来驱动单相电容分相式电机过程中，驱动信号也应是持续不断的，但由于单相电容分相式电机中分相电容的存在，一旦分相电容失效，单相电容分相式电机也无法接收逆变器提供的驱动信号，直接影响整个***的使用寿命和可靠性。
发明内容
基于此，本发明提出一种三桥臂式逆变器驱动的电机***，以及一种基于所述三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测方法及装置，能够提高***的使用寿命和可靠性。
一种三桥臂式逆变器驱动的电机***，包括：三桥臂式逆变器和两相不对称电机；其中，所述两相不对称电机包括：主绕组和辅助绕组；其中，所述主绕组的匝数与所述辅助绕组的匝数不相等；所述三桥臂式逆变器包括：第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂；其中，第一桥臂包括第一功率开关管和第二功率开关管，第二桥臂包括第三功率开关管和第四功率开关管，第三桥臂包括第五功率开关管和第六功率开关管；
所述三桥臂式逆变器的第一输出端与所述两相不对称电机的第一端连接，所述三桥臂式逆变器的第一输出端与所述第一功率开关管的射极以及第二功率开关管的集电极相互连接；所述三桥臂式逆变器的第二输出端与所述两相不对称电机的第二端连接，所述三桥臂式逆变器的第二输出端与所述第三功率开关管的射极与第四功率开关管的集电极以及相互连接；所述三桥臂式逆变器的第三输出端与所述两相不对称电机的第三端连接，所述三桥臂式逆变器的第三输出端与所述第五功率开关管的射极以及第六功率开关管的集电极相互连接。
上述三桥臂式逆变器驱动的电机***中，包括三桥臂式逆变器和两相不对称电机，所述两相不对称电机通过主绕组和辅助绕组就可以实现分相，无需分相电容分相，在利用三桥臂式逆变器来驱动所述两相不对称电机过程中，所述两相不对称电机能够持续不断的接收三桥臂式逆变器提供的驱动信号，提高了***的使用寿命及可靠性；且所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的匝数不相等，使得所述两相不对称电机在三桥臂式逆变器的驱动下，能够实现变频调速，具备灵活性。
一种基于上述三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测方法，包括以下步骤：
关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管和第四功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第一电流；
关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第二电流；
关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管以及第四功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第三输出端的第三电流；
根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系；
若根据所述连接关系判断三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂与两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序不匹配，则根据所述两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序调整三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂的相序。
一种基于所述三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测装置，包括：控制器；所述控制器用于
关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管和第四功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第一电流；
关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第二电流；
关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管以及第四功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第三输出端的第三电流；
根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系；
若根据所述连接关系判断三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂与两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序不匹配，则根据所述两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序调整三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂的相序。
上述相序检测方法及装置，关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管和第四功率开关管，说明所述三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂与所述两相不对称电机组成全桥(又称H桥)，然后检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第一电流；关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，说明所述三桥臂式逆变器的第一桥臂、第三桥臂与所述两相不对称电机组成全桥，然后检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第二电流；关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管以及第四功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，说明所述三桥臂式逆变器的第二桥臂以及第三桥臂与所述两相不对称电机组成全桥，检测所述三桥臂式逆变器的第三输出端的第三电流；由于所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的匝数不相等，故主绕组的线圈电阻与副绕组线圈电阻不相等，故主绕组和辅助绕组所需的输入信号也是不相等的，那么所述三桥臂式逆变器输出给所述两相不对称电机的电流是不相等的，故检测到所述第一电流、第二电流以及第三电流后，比较所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系来判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系，判断出所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系后，若根据所述连接关系判断得所述三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂与两相不对称电机主辅助绕组的相序不匹配，则根据所述两相不对称电机主辅助绕组的相序调整三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二输桥臂以及第三桥臂的相序。
附图说明
图1为本发明的一种三桥臂式逆变器驱动的电机***的结构示意图；
图2为本发明的一种基于图1的三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测方法的流程示意图；
图3为一个实施例中的所述三桥臂的某两个桥臂的两个输出端的交流脉宽调制激励的时序图；
图4为一个实施例中的所述两相不对称电机在正弦脉宽调制激励下，所述第一或第二电流传感器的输出电流波形；
图5为一个实施例中的三桥臂式逆变器驱动的电机***的结构示意图；
图6为本发明的一个实施例中的三桥臂式逆变器驱动的电机***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1为本发明的一种三桥臂式逆变器驱动的电机***的结构示意图。
本实施方式的所述三桥臂式逆变器驱动的电机***，可包括：三桥臂式逆变器10和两相不对称电机20；其中，所述两相不对称电机包括：主绕组和辅助绕组；其中，所述主绕组的匝数与所述辅助绕组的匝数不相等；所述三桥臂式逆变器包括：第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂；其中，第一桥臂包括第一功率开关管101和第二功率开关管102，第二桥臂包括第三功率开关管103和第四功率开关管104，第三桥臂包括第五功率开关管105和第六功率开关管106；
所述三桥臂式逆变器的第一输出端111与所述两相不对称电机的第一端201连接，所述三桥臂式逆变器的第一输出端111与所述第一功率开关管101的射极以及第二功率开关管102的集电极相互连接；所述三桥臂式逆变器的第二输出端112与所述两相不对称电机的第二端202连接，所述三桥臂式逆变器的第二输出端112与所述第三功率开关管103的射极以及第四功率开关管104的集电极以及相互连接；所述三桥臂式逆变器的第三输出端113与所述两相不对称电机的第三端203连接，所述三桥臂式逆变器的第三输出端113与所述第五功率开关管105的射极以及第六功率开关管106的集电极相互连接。
上述三桥臂式逆变器驱动的电机***中，包括三桥臂式逆变器和两相不对称电机，所述两相不对称电机通过第一绕组以及第二绕组就可以实现分相，无需分相电容分相，在利用三桥臂式逆变器来驱动所述两相不对称电机过程中，所述两相不对称电机能够持续不断的接收三桥臂式逆变器提供的驱动信号，提高了***的使用寿命及可靠性；且所述两相不对称电机的第一绕组和第二绕组的匝数不相等，使得所述两相不对称电机在三桥臂式逆变器的驱动下，能够实现变频调速，具备灵活性。
请参阅图2，图2为本发明的一种基于上述三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测方法的流程示意图。
本实施方式的基于三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测方法，可包括以下步骤：
S11：关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管和第四功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第一电流；
S12：关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第二电流；
S13：关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管以及第四功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第三输出端的第三电流；
S14：根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系；
S15：若根据所述连接关系判断三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂与两相不对称电机主辅助绕组的相序不匹配，则根据所述两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序调整三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂的相序。
本实施方式，关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管和第四功率开关管(同一桥臂的上下桥臂不能同时导通，同时导通会造成短路，故同一桥臂中的两个功率开关管是交替导通的，同下)，说明所述三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂与所述两相不对称电机组成全桥(又称H桥)，然后检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第一电流；关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，说明所述三桥臂式逆变器的第一桥臂、第三桥臂与所述两相不对称电机组成全桥，然后检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第二电流；关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管以及第四功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，说明所述三桥臂式逆变器的第二桥臂以及第三桥臂与所述两相不对称电机组成全桥，检测所述三桥臂式逆变器的第三输出端的第三电流；由于所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的匝数不相等，故主绕组的线圈电阻与副绕组线圈电阻不相等，故主绕组和辅助绕组所需的输入信号也是不相等的，那么所述三桥臂式逆变器输出给所述两相不对称电机的电流是不相等的，故检测到所述第一电流、第二电流以及第三电流后，比较所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系来判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系，判断出所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系后，若根据所述连接关系判断得所述三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂与两相不对称电机主辅助绕组的相序不匹配，则根据所述两相不对称电机主辅助绕组的相序调整三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二输桥臂以及第三桥臂的相序。
其中，对于步骤S11、步骤S12以及步骤S13，执行顺序是可调换的。
可选的，可通过关闭第五功率开关管105和所述第六功率开关管106的驱动信号来关断所述第五功率开关管105和所述第六功率开关管106，激活所述第一功率开关管101、第二功率开关管102、第三功率开关管103和第四功率开关管104的驱动信号来开启所述第一功率开关管101、第二功率开关管102、第三功率开关管103和第四功率开关管104；同理，步骤S12以及步骤S13也可通过关闭以及激活功率开关管的方式来关断以及开启功率开关管。其中，关断任意一桥臂时，另外两个桥臂与两相不对称电机组成全桥，全桥在所述三桥臂的另外两个桥臂的两个输出端上会产生恒定的交流脉宽调制激励。如图3，为一个实施例中的所述三桥臂的某两个桥臂的两个输出端的交流脉宽调制激励的时序图。如图4为一个实施例中的所述两相不对称电机在正弦脉宽调制激励下，所述第一或第二电流传感器的输出电流波形。
一个实施例中，关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管和第四功率开关管时的步骤包括：关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管、第四功率开关管与所述第二功率开关管、第三功率开关管；其中，第一功率开关管以及第二功率开关管分别位于第一桥臂的上桥臂及下桥臂，第三功率开关管以及第四功率开关管分别位于第二桥臂的上桥臂及下桥臂，第五功率开关管以及第六功率开关管分别位于第三桥臂的上桥臂及下桥臂；
关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管时的步骤包括：关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管、第六功率开关管与所述第二功率开关管、第五功率开关管；
关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管以及第四功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管时的步骤包括：关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管、第六功率开关管与所述第四功率开关管、第五功率开关管。
本实施例中，交替开启所述第一功率开关管、第四功率开关管与所述第二功率开关管、第三功率开关管，即，导通第一桥臂的上桥臂、第二桥臂的下桥臂，换而导通第一桥臂的下桥臂、第二桥臂的下桥臂，换而再导通第一桥臂的上桥臂、第二桥臂的下桥臂，如此以上下桥臂交叉导通的方式，提供用于检测的电流。同理，其他两两导通的桥臂亦如此，不再赘述。
一个实施例中，交替开启所述第一功率开关管、第四功率开关管与所述第二功率开关管、第三功率开关管时，包括以下步骤：令所述第一功率开关管、第四功率开关管同时开启的时间长于所述第二功率开关管、第三功率开关管同时开启的时间；
交替开启所述第一功率开关管、第六功率开关管与所述第二功率开关管、第五功率开关管时，包括以下步骤：令所述第一功率开关管、第六功率开关管同时开启的时间长于所述第二功率开关管、第五功率开关管同时开启的时间；
交替开启所述第三功率开关管、第六功率开关管与所述第四功率开关管、第五功率开关管时，包括以下步骤：令所述第四功率开关管、第五功率开关管同时开启的时间长于所述第三功率开关管、第六功率开关管同时开启的时间。
一般地，三桥臂逆变器的输出电势是交变的，本实施例中，令所述第一功率开关管、第四功率开关管同时开启的时间长于所述第二功率开关管、第三功率开关管同时开启的时间，可令输出正电势的时间长于负电势的时间，以使在检测第一桥臂的输出端电流时，能够检测恒定恒向的电流；同理，令所述第一功率开关管、第六功率开关管同时开启的时间长于所述第二功率开关管、第五功率开关管同时开启的时间，可令输出正电势的时间长于负电势的时间，以使在检测第一桥臂的输出端电流时，能够检测恒定恒向的电流；令所述第四功率开关管、第五功率开关管同时开启的时间长于所述第三功率开关管、第六功率开关管同时开启的时间可令输出正电势的时间长于负电势的时间，以使在检测第三桥臂的输出端电流时，能够检测恒定恒向的电流。
可选的，令所述第一功率开关管、第四功率开关管同时开启的时间为所述第二功率开关管、第三功率开关管同时开启的时间的101％～110％；
令所述第一功率开关管、第六功率开关管同时开启的时间为所述第二功率开关管、第五功率开关管同时开启的时间的101％～110％；
令所述第四功率开关管、第五功率开关管同时开启的时间为所述第三功率开关管、第六功率开关管同时开启的时间101％～110％。
上述时间比例不限于101％～110％，可根据实际情况而定，只要是合理的时间比例，均属于本发明的保护范围。
可选的，如图5，可通过第一电流传感器30来检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端111的第一电流，可通过第一传感器30来检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端111的第二电流，可通过第二传感器40来检测所述三桥臂式逆变器的第三输出端113的第三电流；其中所述第一电流传感器30的输入端与三桥臂式逆变器的第一输出端111连接，所述第二电流传感器40的输入端与三桥臂式逆变器的第三输出端113连接。
对于步骤S14，所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的匝数不相等，可选的，所述两相不对称电机的主绕组的匝数小于所述辅助绕组的匝数，说明所述两相不对称电机的主绕组的线圈电阻小，而辅助绕组线圈电阻大，故而通过本发明的方法检测的第一电流、第二电流以及第三电流能够判断出所述三桥臂式逆变器的三个输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组是怎么连接的。
一个实施例中，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系的步骤包括：
若所述第一电流大于第二电流，同时第二电流大于第三电流，则判断三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端连接主绕组，第一输出端、第三输出端连接辅助绕组；其中，判断所述第一输出端与主绕组的第二端以及辅助绕组的第一端连接，所述第二输出端与主绕组的第一端连接，所述第三输出端与辅助绕组的第二端连接。
另一个实施例中，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系的步骤包括：
若所述第一电流大于第三电流，同时第三电流大于第二电流，则判断三桥臂式逆变器的第一输出端以及第二输出端连接主绕组，第二输出端以及第三输出端连接辅助绕组；其中，判断所述第一输出端连接所述主绕组的第一端，所述第二输出端连接所述主绕组的第二端以及所述辅助绕组的第一端，所述第三输出端连接所述辅助绕组的第二端。
又一个实施例中，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系的步骤包括：
若所述第二电流大于第一电流，同时，第一电流大于第三电流，则判断三桥臂式逆变器的第一输出端、第三输出端连接主绕组，第一输出端、第二输出端连接辅助绕组；其中，判断所述第一输出端与主绕组的第二端以及辅助绕组的第一端连接，所述第二输出端与辅助绕组的第二端连接，所述第三输出端与主绕组的第一端连接。
再一个实施例中，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系的步骤包括：
若所述第二电流大于第三电流，同时第三电流大于第一电流，则判断三桥臂式逆变器的第一输出端、第三输出端连接主绕组，第二输出端、第三输出端连接辅助绕组；其中，判断所述第一输出端连接主绕组的第一端，所述第二输出端连接辅助绕组的第二端，所述第三输出端连接主绕组的第二端以及辅助绕组的第一端。
再一个实施例中，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系的步骤包括：
若所述第三电流大于第二电流，同时第二电流大于第一电流，则判断三桥臂式逆变器的第二输出端、第三输出端连接主绕组，第一输出端、第三输出端连接辅助绕组；其中，判断所述第一输出端连接辅助绕组的第二端，所述第二输出端连接主绕组的第一端，所述第三输出端连接主绕组的第二端以及辅助绕组的第一端。
再一个实施例中，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系的步骤包括：
若第三电流大于第一电流，同时第一电流大于第二电流，则判断三桥臂式逆变器的第二输出端、第三输出端连接主绕组，第一输出端、第二输出端连接辅助绕组；其中，判断所述第一输出端连接辅助绕组的第二端，所述第二输出端连接主绕组的第二端以及辅助绕组的第一端，所述第三输出端连接主绕组的第一端。
由以上实施例可知，若检测的三桥臂的输出端的电流最大，那么该对应的输出端连接主绕组，若检测的三桥臂的输出端的电流最小，则该对应的输出端连接辅助绕组。检测到所述第一电流、第二电流以及第三电流后，可分别进行低通滤波，具体可通过低通滤波器分别进行低通滤波，可设置低通滤波器的截止频率为交流SPWM激励载波频率的1/10。
可选的，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系之后，包括以下步骤：
检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系；
若检测的所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的所述连接关系与判断的所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的所述连接关系不匹配，则根据判断的所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的所述连接关系，更新所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接。
对于步骤S15,一般地，两相不对称电机正常运行时施加到辅助绕组的电压相位需超前主绕组的电压相位。故当确定所述三桥臂逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系后，可知逆变器的哪两个桥臂输出端连接主绕组，哪两个桥臂输出端连接辅助绕组,连接主绕组的两个桥臂的相序应与主绕组的相序匹配，连接辅助绕组的两个桥臂的相序应与辅助绕组的相序相匹配。故得出所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系后，根据所述连接关系可判断所述三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂与两相不对称电机主辅助绕组的相序是否匹配，若不匹配，则根据所述两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序调整三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂的相序。
可选的，通过改变第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂相互间的等效电压(电压幅值)和相位,可实现与主绕组和辅助绕组的相序匹配。
可选的，根据所述两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序调整三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂的相序的步骤包括：
获取两相不对称电机主绕组和辅助绕组所需的输入电压(包括电压幅值和相位)，根据两相不对称电机主绕组和辅助绕组所需的输入电压分别调整三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端的输出电压。
具体地，调整三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端的输出电压，包括调整输出电压的幅值和相位。
进一步的，根据所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组所需的输入电压分别调整三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端的输出电压的步骤包括：
根据两相不对称电机主绕组和辅助绕组所需的输入电压分别调整三桥臂式逆变器的第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管以及第六功率开关管的驱动信号。
三桥臂式逆变器的输出电压受相应桥臂的功率开关管控制。具体地，可修改第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管以及第六功率开关管的驱动信号的幅值和相位以使得三桥臂式逆变器的三个桥臂的相序与两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序相匹配。
本发明的三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测装置与三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测方法一一对应，在三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于所述三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测的测量装置的实施例中，特此声明。
以下描述本发明的基于图1的三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测装置的具体实施方式。
本实施方式中，所述三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测装置，可包括：控制器；所述控制器用于
关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管和第四功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第一电流；
关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第二电流；
关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管以及第四功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第三输出端的第三电流；
根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系；
若根据所述连接关系判断三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂与两相不对称电机主辅助绕组的相序不匹配，则根据所述两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序调整三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂的相序。
上述相序检测装置，包括控制器，所述控制器能够关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管和第四功率开关管(同一桥臂的上下桥臂不能同时导通，同时导通会造成短路，故同一桥臂中的两个功率开关管是交替导通的，同下)，说明所述三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂与所述两相不对称电机组成全桥(又称H桥)，然后检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第一电流；关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，说明所述三桥臂式逆变器的第一桥臂、第三桥臂与所述两相不对称电机组成全桥，然后检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第二电流；关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管以及第四功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，说明所述三桥臂式逆变器的第二桥臂以及第三桥臂与所述两相不对称电机组成全桥，检测所述三桥臂式逆变器的第三输出端的第三电流；由于所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的匝数不相等，故主绕组的线圈电阻与副绕组线圈电阻不相等，故主绕组和辅助绕组所需的输入信号也是不相等的，那么所述三桥臂式逆变器输出给所述两相不对称电机的电流是不相等的，故检测到所述第一电流、第二电流以及第三电流后，比较所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系来判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系，判断出所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系后，若根据所述连接关系判断得所述三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂与两相不对称电机主辅助绕组的相序不匹配，则根据所述两相不对称电机主辅助绕组的相序调整三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二输桥臂以及第三桥臂的相序。
本实施方式中，基于三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测方法，可在一控制器中执行，请参阅图5，一个实施例中，所述控制器50的第一输入端以及第二输入端分别与所述第一电流传感器30的输出端以及第二电流传感器40的输出端连接，所述第一电流传感器30的输入端与三桥臂式逆变器的第一输出端连接，所述第二电流传感器40的输入端与三桥臂式逆变器的第三输出端连接；
所述控制器50可获取所述第一电流传感器30以及第二电流传感器40检测的第一电流、第二电流以及第三电流。
一个实施例中，请参阅图6，所述控制器50的输出端包括第一输出端501、第二输出端502、第三输出端503、第四输出端504、第五输出端505和第六输出端506；
所述控制器50的第一输出端501、第二输出端502、第三输出端503、第四输出端504、第五输出端505和第六输出端506分别与所述第一功率开关管101、第二功率开关管102、第三功率开关管103、第四功率开关管104、第五功率开关管105和第六功率开关管106的基极连接(图未示连接线)；
所述控制器50通过所述第一输出端501、第二输出端502、第三输出端503、第四输出端504、第五输出端505和第六输出端506分别向所述第一功率开关管101、第二功率开关管102、第三功率开关管103、第四功率开关管104、第五功率开关管105和第六功率开关管106的基极传输驱动信号。
所述控制器50除能接收所述第一电流传感器30以及第二电流传感器40检测的电流信号外，还能为所述三桥臂式逆变器10的各个功率开关管提供驱动信号。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能组合都进行描述，然而只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
1.一种三桥臂式逆变器驱动的电机***，其特征在于，包括：三桥臂式逆变器和两相不对称电机；其中，所述两相不对称电机包括：主绕组和辅助绕组；其中，所述主绕组的匝数与所述辅助绕组的匝数不相等；所述三桥臂式逆变器包括：第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂；其中，第一桥臂包括第一功率开关管和第二功率开关管，第二桥臂包括第三功率开关管和第四功率开关管，第三桥臂包括第五功率开关管和第六功率开关管；
所述三桥臂式逆变器的第一输出端与所述两相不对称电机的第一端连接，所述三桥臂式逆变器的第一输出端与所述第一功率开关管的射极以及第二功率开关管的集电极相互连接；所述三桥臂式逆变器的第二输出端与所述两相不对称电机的第二端连接，所述三桥臂式逆变器的第二输出端与所述第三功率开关管的射极与第四功率开关管的集电极以及相互连接；所述三桥臂式逆变器的第三输出端与所述两相不对称电机的第三端连接，所述三桥臂式逆变器的第三输出端与所述第五功率开关管的射极以及第六功率开关管的集电极相互连接。
2.一种基于权利要求1所述的三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管和第四功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第一电流；
关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第二电流；
关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管以及第四功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第三输出端的第三电流；
根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系；
若根据所述连接关系判断三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂与两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序不匹配，则根据所述两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序调整三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂的相序。
3.根据权利要求2所述的相序检测方法，其特征在于，
关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管和第四功率开关管时的步骤包括：关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管、第四功率开关管与所述第二功率开关管、第三功率开关管；其中，第一功率开关管以及第二功率开关管分别位于第一桥臂的上桥臂及下桥臂，第三功率开关管以及第四功率开关管分别位于第二桥臂的上桥臂及下桥臂，第五功率开关管以及第六功率开关管分别位于第三桥臂的上桥臂及下桥臂；
关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管时的步骤包括：关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管、第六功率开关管与所述第二功率开关管、第五功率开关管；
关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管以及第四功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管时的步骤包括：关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管、第六功率开关管与所述第四功率开关管、第五功率开关管。
4.根据权利要求3所述的相序检测方法，其特征在于，
交替开启所述第一功率开关管、第四功率开关管与所述第二功率开关管、第三功率开关管时，包括以下步骤：令所述第一功率开关管、第四功率开关管同时开启的时间长于所述第二功率开关管、第三功率开关管同时开启的时间；
交替开启所述第一功率开关管、第六功率开关管与所述第二功率开关管、第五功率开关管时，包括以下步骤：令所述第一功率开关管、第六功率开关管同时开启的时间长于所述第二功率开关管、第五功率开关管同时开启的时间；
交替开启所述第三功率开关管、第六功率开关管与所述第四功率开关管、第五功率开关管时，包括以下步骤：令所述第四功率开关管、第五功率开关管同时开启的时间长于所述第三功率开关管、第六功率开关管同时开启的时间。
5.根据权利要求4所述的相序检测方法，其特征在于，
令所述第一功率开关管、第四功率开关管同时开启的时间为所述第二功率开关管、第三功率开关管同时开启的时间的101％～110％；
令所述第一功率开关管、第六功率开关管同时开启的时间为所述第二功率开关管、第五功率开关管同时开启的时间的101％～110％；
令所述第四功率开关管、第五功率开关管同时开启的时间为所述第三功率开关管、第六功率开关管同时开启的时间101％～110％。
6.根据权利要求2-5任一项所述的相序检测方法，其特征在于，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系的步骤包括：
若所述第一电流大于第二电流，同时第二电流大于第三电流，则判断三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端连接主绕组，第一输出端、第三输出端连接辅助绕组；其中，判断所述第一输出端与主绕组的第二端以及辅助绕组的第一端连接，所述第二输出端与主绕组的第一端连接，所述第三输出端与辅助绕组的第二端连接。
7.根据权利要求2-5任一项所述的相序检测方法，其特征在于，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系的步骤包括：
若所述第一电流大于第三电流，同时第三电流大于第二电流，则判断三桥臂式逆变器的第一输出端以及第二输出端连接主绕组，第二输出端以及第三输出端连接辅助绕组；其中，判断所述第一输出端连接所述主绕组的第一端，所述第二输出端连接所述主绕组的第二端以及所述辅助绕组的第一端，所述第三输出端连接所述辅助绕组的第二端。
8.根据权利要求2-5任一项所述的相序检测方法，其特征在于，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系的步骤包括：
若所述第二电流大于第一电流，同时，第一电流大于第三电流，则判断三桥臂式逆变器的第一输出端、第三输出端连接主绕组，第一输出端、第二输出端连接辅助绕组；其中，判断所述第一输出端与主绕组的第二端以及辅助绕组的第一端连接，所述第二输出端与辅助绕组的第二端连接，所述第三输出端与主绕组的第一端连接。
9.根据权利要求2-5任一项所述的相序检测方法，其特征在于，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系的步骤包括：
若所述第二电流大于第三电流，同时第三电流大于第一电流，则判断三桥臂式逆变器的第一输出端、第三输出端连接主绕组，第二输出端、第三输出端连接辅助绕组；其中，判断所述第一输出端连接主绕组的第一端，所述第二输出端连接辅助绕组的第二端，所述第三输出端连接主绕组的第二端以及辅助绕组的第一端。
10.根据权利要求2-5任一项所述的相序检测方法，其特征在于，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系的步骤包括：
若所述第三电流大于第二电流，同时第二电流大于第一电流，则判断三桥臂式逆变器的第二输出端、第三输出端连接主绕组，第一输出端、第三输出端连接辅助绕组；其中，判断所述第一输出端连接辅助绕组的第二端，所述第二输出端连接主绕组的第一端，所述第三输出端连接主绕组的第二端以及辅助绕组的第一端。
11.根据权利要求2-5任一项所述的相序检测方法，其特征在于，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系的步骤包括：
若第三电流大于第一电流，同时第一电流大于第二电流，则判断三桥臂式逆变器的第二输出端、第三输出端连接主绕组，第一输出端、第二输出端连接辅助绕组；其中，判断所述第一输出端连接辅助绕组的第二端，所述第二输出端连接主绕组的第二端以及辅助绕组的第一端，所述第三输出端连接主绕组的第一端。
12.根据权利要求2-5任一项所述的相序检测方法，其特征在于，根据所述两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序调整三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂的相序的步骤包括：
根据两相不对称电机主绕组和辅助绕组所需的输入电压调整三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端的输出电压。
13.根据权利要求12所述的相序检测方法，其特征在于，根据所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组所需的输入电压调整三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端的输出电压的步骤包括：
根据两相不对称电机主绕组和辅助绕组所需的输入电压调整三桥臂式逆变器的第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管以及第六功率开关管的驱动信号。
14.根据权利要求2-5任一项所述的相序检测方法，其特征在于，根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系之后，包括以下步骤：
检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系；
若检测的所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的所述连接关系与判断的所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的所述连接关系不匹配，则根据判断的所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的所述连接关系，更新所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接。
15.一种基于权利要求1所述的三桥臂式逆变器驱动的电机***的相序检测装置，其特征在于，包括：控制器；所述控制器用于
关断所述第五功率开关管和所述第六功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管和第四功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第一电流；
关断所述第三功率开关管和所述第四功率开关管，交替开启所述第一功率开关管以及第二功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第一输出端的第二电流；
关断所述第一功率开关管和所述第二功率开关管，交替开启所述第三功率开关管以及第四功率开关管，交替开启所述第五功率开关管和第六功率开关管，检测所述三桥臂式逆变器的第三输出端的第三电流；
根据所述第一电流、第二电流以及第三电流之间的数学关系判断所述三桥臂式逆变器的第一输出端、第二输出端以及第三输出端与所述两相不对称电机的主绕组和辅助绕组的连接关系；
若根据所述连接关系判断三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂与两相不对称电机主辅助绕组的相序不匹配，则根据所述两相不对称电机主绕组和辅助绕组的相序调整三桥臂式逆变器的第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂的相序。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113783476A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-10 | 深圳市海浦蒙特科技有限公司 | 一种单相电机控制方法、装置及*** |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170623 |