CN203574576U - 一种抑制电动汽车用无刷直流电机转矩脉动的主电路 - Google Patents
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Abstract
一种抑制电动汽车用无刷直流电机转矩脉动的主电路，包括与三相永磁无刷直流电动机连接控制其绕组通断电的三相逆变电路，所述三相逆变电路的输入端连接有输出电压高于三相永磁无刷直流电动机非导通相绕组端电压的DC/DC变换器，所述DC/DC变换器的输入端连接有蓄电池，所述蓄电池与DC/DC变换器之间连接有滤波电容。本实用新型的优点在于：通过控制DC/DC变换器的输出电压即控制直流母线电压，使得非导通相绕组低于其输出电压并使得功率二极管承受反压，则不存在续流问题，也就不存在了非导通相绕组引起的转矩脉动问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种抑制电动汽车用无刷直流电机转矩脉动的主电路。
背景技术
永磁无刷直流电机因其功率密度高、启动转矩大、易于控制的特点，被越来越多地用于电动汽车的牵引***中。但是其在运行时存在的转矩脉动问题，限制了其在高精度高性能要求场合中的应用。
永磁无刷直流电机运行时的转矩脉动可分为换相转矩脉动和导通区转矩脉动，一直以来对绕组间换相是引发的转矩脉动的研究与实践成果较多。最近几年对非换相区即导通区转矩脉动的研究也取得了很多具有理论和实践意义的结果，比较典型的是一种采用PWM_ON_PWM（即：开关管的某段开通过程中，先采用PWM波通电，然后是全通，最后又有一小段采用PWM波方式通电）的调制方式控制逆变主电路的各个开关管，这可以较好的消除导通区内的转矩脉动，但该方法需要电机的转速信号来对反电动势过零点进行计算，在实现时存在一定的误差，尤其是在高速运行状态下。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、控制精确的抑制电动汽车用无刷直流电机转矩脉动的主电路。
为达到发明目的本实用新型采用的技术方案是：
一种抑制电动汽车用无刷直流电机转矩脉动的主电路，其特征在于：包括与三相永磁无刷直流电动机连接控制其绕组通断电的三相逆变电路，所述三相逆变电路的输入端连接有输出电压高于三相永磁无刷直流电动机非导通相绕组端电压的DC/DC变换器，所述DC/DC变换器的输入端连接有蓄电池，所述蓄电池与DC/DC变换器之间连接有滤波电容。
进一步，所述DC/DC变换器是一双向电流型直流-直流变换器。
进一步，所述三相逆变电路包括六只开关管，每只所述开关管上都串联一功率二极管。
本实用新型的供电电源为蓄电池，经滤波电容滤波后将直流电送入DC/DC变换器，然后进入三相逆变电路，三相逆变电路通过任意瞬时的上下桥臂各一只开关管的开通来向电机的绕组供电。DC/DC变换器的作用就在于，在非换相区域即导通区域时，通过控制DC/DC变换器的输出电压即控制直流母线电压，使得非导通相绕组低于其输出电压并使得功率二极管承受反压，这样非导通相绕组与三相逆变电路的功率二极管组成的续流回路能够被避免，进而非导通相绕组不会由于有电流流过而对电机的转矩平滑性产生影响。DC/DC变换器为双向电流型，当电机在制动和减速运行时可以将能量反馈给蓄电池，其内部开关管采用PWM控制，而三相逆变电路的开关管不采用PWM控制。
本实用新型的有益效果：通过控制DC/DC变换器的输出电压即控制直流母线电压，使得非导通相绕组低于其输出电压并使得功率二极管承受反压，则不存在续流问题，也就不存在了非导通相绕组引起的转矩脉动问题。
附图说明
图1是本实用新型的电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本实用新型进行进一步说明，但并不将本实用新型局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本实用新型涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
参照图1，一种抑制电动汽车用无刷直流电机转矩脉动的主电路，包括与三相永磁无刷直流电动机M连接控制其绕组通断电的三相逆变电路U2，所述三相逆变电路U2的输入端连接有输出电压高于三相永磁无刷直流电动机M非导通相绕组端电压的DC/DC变换器U1，所述DC/DC变换器U1的输入端连接有蓄电池Uc，所述蓄电池Uc与DC/DC变换器U1之间连接有滤波电容C。
所述DC/DC变换器U1是一双向电流型直流-直流变换器。
所述三相逆变电路U2包括六只开关管，每只所述开关管上都串联一功率二极管。
本实用新型的供电电源为蓄电池Uc，经滤波电容C滤波后将直流电送入DC/DC变换器U1，然后进入三相逆变电路U2，三相逆变电路U2通过任意瞬时的上下桥臂各一只开关管的开通来向电机的绕组供电。DC/DC变换器U1的作用就在于，在非换相区域即导通区域时，通过控制DC/DC变换器U1的输出电压即控制直流母线电压，使得非导通相绕组低于其输出电压并使得功率二极管承受反压，这样非导通相绕组与三相逆变电路U2的功率二极管组成的续流回路能够被避免，进而非导通相绕组不会由于有电流流过而对电机的转矩平滑性产生影响。DC/DC变换器U1为双向电流型，当电机在制动和减速运行时可以将能量反馈给蓄电池，其内部开关管采用PWM控制，而三相逆变电路U2的开关管不采用PWM控制。
本实用新型的三相永磁无刷直流电动机M工作时，蓄电池Uc产生的电压为72VDC，经由滤波电容C，同时该滤波电容C也具有回馈运行时的储能作用；DC/DC变换器U1的输出直流电压大小的控制通过PWM调制方式，其内部开关管采用IGBT，这个输出电压是多少，依赖于对非导通相相绕组电压的测量，DC/DC变换器U1输出电压要高于该电压，这样才能确保与非导通相绕组支路的开关管并联的功率二极管承受反压，不至于引起该绕组与二极管组成续流回路；三相逆变电路U2的主开关管采用IGBT，与其并联的二极管采用快速功率二极管。
三相逆变电路U2的IGBT的控制，采用ON_ON工作方式，即所有的IGBT开通时都是全通，不采用PWM模式，这样降低了开关损耗；而DC/DC变换器U1则采取PWM模式，这也是对输出电压值进行精确控制的需要。
对于电动汽车的驱动需要，当倒车或紧急刹车时，其牵引电机并非工作在电动机工况下，所以，除了三相逆变电路U2并接开关管并接二极管利用反馈能量外，DC/DC变换器U1也是双向的变换器，确保能量的双向流动。
DC/DC变换器U1除具有双向特点，也是电流型的，即其输出电流值可以较为精确的控制，进而可以较为精确的控制电机速度和转矩，更加适合于电动汽车的牵引驱动。
Claims (3)
1.一种抑制电动汽车用无刷直流电机转矩脉动的主电路，其特征在于：包括与三相永磁无刷直流电动机连接控制其绕组通断电的三相逆变电路，所述三相逆变电路的输入端连接有输出电压高于三相永磁无刷直流电动机非导通相绕组端电压的DC/DC变换器，所述DC/DC变换器的输入端连接有蓄电池，所述蓄电池与DC/DC变换器之间连接有滤波电容。
2.根据权利要求1所述的一种抑制电动汽车用无刷直流电机转矩脉动的主电路，其特征在于：所述DC/DC变换器是一双向电流型直流-直流变换器。
3.根据权利要求1或2所述的一种抑制电动汽车用无刷直流电机转矩脉动的主电路，其特征在于：所述三相逆变电路包括六只开关管，每只所述开关管上都串联一功率二极管。
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| CN104410340A (zh) * | 2014-11-27 | 2015-03-11 | 江苏科技大学 | 基于直流母线电压调节的高速转矩脉动抑制装置及其方法 |
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