CN106301123B - 一种电动机发电电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动机电路领域，公开了一种电动机发电电路，包括电子供电开关、电动机半控电路、吸电电路；电子供电开关包括开关二极管；电动机半控电路包括多个单元，每一单元包括绕组线圈、换相开关三极管、换相信号输入端；吸电电路包括滤波电容和多个单元，每一单元包括第一整流二极管、第二整流二极管、电感线圈、无极电容；电动机半控电路与吸电电路的每个单元一一对应构成一个整体，整体之间并联。滤波电容与整体构成并联。本发明的电动机发电电路能够利用电动机发电回收大量电能，从而能够增加电动车续航里程。

Description

一种电动机发电电路
技术领域
本发明属于电动机电路领域。尤其涉及一种电动机发电电路。
背景技术
电动机是一种能够将电能转换为机械能的一种装置。因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。随着天然资源的不断消耗，近年来人们的节能意识不断加强，在各个领域中，人们都在研究如何充分利用能量，达到节能目的。
特别是在汽车领域，由于汽油、柴油发动机需要以不可再生的天然资源作为动力来源，不够节能环保，因此近年来关于电动车的研究越来越多。
但是在现有的纯电动车领域中，电动机的普遍存在以下缺陷：电动车在运行过程中无法回收电能或者回收的电能太少，而现有的动力电池的电能储备又十分有限，导致电动车的续航里程十分短，无法连续完成长途任务，严重制约了人们的办事效率以及电动车的发展。因此亟需开发出一种在能够电动车运行过程中高回收率回收电能的电动机电路。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动机发电电路。本发明的电动机发电电路主要用于纯电动车的电控系统，主要适用于各种绕组的永磁电动机，用于纯电动车滑行时利用电动机发电回收电能，纯电动车电动时利用电动机发电回收电能，也可用于其它领域电动机的节能省电、发电回收，主要是为纯电动车节能省电、回收电能、增加续航里程。
本发明的具体技术方案为：一种电动机发电电路，包括电子供电开关、电动机半控电路、吸电电路；所述电子供电开关包括一个开关二极管；所述电动机半控电路包括至少三个相同的单元，电动机半控电路的每一所述单元包括电动机的一相绕组线圈、换相开关三极管、换相信号输入端；所述吸电电路包括数量与所述电动机半控电路的单元数相同的单元和一个共用的滤波电容，吸电电路的每一单元包括第一整流二极管、第二整流二极管、电感线圈、无极电容。
其中，所述电动机半控电路的每一个单元与反电动势回收电路的每一个单元一一对应配合构成一个整体，不同整体之间实现并联，每一个所述整体的电路连接关系为：
所述绕组线圈的第一端分别与所述电感线圈的一端、所述无极电容的一端连接后与直流电源正极连接；电感线圈的另一端与所述无极电容的另一端连接后又与第二整流二极管的负极串联，第二整流二极管的正极与绕组线圈的第二端连接后与第一整流二极管的负极串联，第一整流二极管的正极与直流电源负极连接；所述开关三极管的集电极和发射极分别与绕组线圈的第二端、直流电源负极连接；所述换相信号输入端与换相开关三极管的基极连接。
所述开关二极管的正极与直流电源正极连接，开关二极管的负极与所述整体之间的并联点连接；所述滤波电容的正极、负极分别与开关二极管的负极、直流电源负极连接且与所述整体构成并联。
作为优选，所述电动机半控电路与吸电电路的单元数为3-6个。
作为优选，所述电动机半控电路与吸电电路的单元数为3个。
作为优选，所述换相开关三极管为场效应管。
作为优选，所述换相开关三极管为IGBT绝缘栅双极型晶体管。
本发明的特点为：
1、采用一一换相时，三相电动机的每相绕组线圈，三分之一周期循环通电，三分之二周期发电回收；四相电动机的每相绕组线圈，四分之一周期循环通电，四分之三周期发电回收；五相六相等以此类推。
2、每相绕组线圈的输入端保持有供电电压；发电电荷叠加，较少的交流电量也能回收。
3、只有一路直流供电线路。
4、既适用于集中式绕组电动机，又适用于分布式绕组电动机。
本发明的原理具体为：
以三相电动机为例，第一换相信号对应所述电动机半控电路的第一单元，第二换相信号对应所述电动机半控电路的第二单元，第三换相信号对应所述电动机半控电路的第三单元，当换相信号输入端收到换相信号时，电动机绕组线圈经过开关二极管供电，开关三极管导通，第二整流二极管反偏截止，使绕组线圈充电储能，同时绕组线圈产生电磁场，当换相信号输入端的换相信号结束时，开关三极管截止，完成三分之一周期的通电，随后三分之二周期开始，绕组线圈的第二端的电压升高，第二整流二极管导通，给无极电容充电，直到绕组线圈放电完成；绕组线圈开始反向感应发电，通过滤波电容、第一整流二极管到绕组线圈直接放电回收，完成电动时电动机的发电回收；同时无极电容开始给电感线圈充电，直到无极电容放电完成，电感线圈开始反向放电，通过滤波电容、第一整流二极管、第二整流二极管形成放电回路，滤波电容中吸收的电荷叠加，电压瞬间高于供电电压，开关二极管反偏截止，瞬间断开直流供电电源，完成反电动势的回收。
在车辆滑行时，换相信号输入端没有换相信号，开关三极管处于截止状态，每相绕组线圈的供电端保持供电电压的同时，每相绕组线圈感应发电，绕组线圈一边通过滤波电容、第一整流二极管到绕组线圈直接放电回收；绕组线圈另一边通过第二整流二极管、无极电容到绕组线圈直接放电回收，无极电容又给电感线圈充电，电感线圈通过滤波电容、第一整流二极管、第二整流二极管到电感线圈放电到滤波电容，滤波电容中吸收的电荷叠加，电压瞬间高于供电电压，开关二极管反向截止，瞬间断开直流供电电源，完成车辆滑行时电动机发电吸收。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明的电动机发电电路能够利用电动机发电回收电能，从而能够增加电动车续航里程。
附图说明
图1为本发明的电路连接示意图；
图2为三相换相时序图。
附图标记为：开关二极管1、绕组线圈2、换相开关三极管3、换相信号输入端4、第一整流二极管5、第二整流二极管6、电感线圈7、无极电容8、滤波电容9、第一换相信号101、第二换相信号102、第三换相信号103。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
如图1所示，一种电动机发电电路，包括电子供电开关、电动机半控电路、吸电电路。
所述电子供电开关包括一个开关二极管1。
所述电动机半控电路包括三个相同的单元，电动机半控电路的每一所述单元包括电动机的一相绕组线圈2、换相开关三极管3、换相信号输入端4。所述吸电电路包括三个单元和一个共用的滤波电容9，吸电电路的每一单元包括第一整流二极管5、第二整流二极管6、电感线圈7、无极电容8。
其中，所述电动机半控电路的每一个单元与吸电电路的每一个单元一一对应配合构成一个整体，不同整体之间实现并联，每一个所述整体的电路连接关系为：
所述绕组线圈的第一端(图1中为U1、V1或W1)分别与所述电感线圈的一端、所述无极电容的一端连接后与直流电源正极连接；电感线圈的另一端与所述无极电容的另一端连接后又与第二整流二极管的负极串联，第二整流二极管的正极与绕组线圈的第二端连接后与第一整流二极管的负极串联，第一整流二极管的正极与直流电源负极连接；所述开关三极管的集电极和发射极分别与绕组线圈的第二端(图1中为U2、V2或W2)、直流电源负极连接；所述换相信号输入端(图1中为H1、H2或H3)与换相开关三极管的基极连接。
所述开关二极管的正极与直流电源正极连接，开关二极管的负极与所述整体之间的并联点连接；所述滤波电容的正极、负极分别与开关二极管的负极、电源负极连接且与所述整体构成并联。
本实施例的原理具体为：
第一换相信号101对应所述电动机半控电路的第一单元，第二换相信号102对应所述电动机半控电路的第二单元，第三换相信号103对应所述电动机半控电路的第三单元，当换相信号输入端收到换相信号时，电动机绕组线圈经过开关二极管供电，开关三极管导通，第二整流二极管反偏截止，使绕组线圈充电储能，同时绕组线圈产生电磁场，当换相信号输入端的换相信号结束时，开关三极管截止，完成三分之一周期的通电，随后三分之二周期开始，绕组线圈的第二端的电压升高，第二整流二极管导通，给无极电容充电，直到绕组线圈放电完成；绕组线圈开始反向感应发电，通过滤波电容、第一整流二极管到绕组线圈直接放电回收，完成电动时电动机的发电回收；同时无极电容开始给电感线圈充电，直到无极电容放电完成，电感线圈开始反向放电，通过滤波电容、第一整流二极管、第二整流二极管形成放电回路，滤波电容中吸收的电荷叠加，电压瞬间高于供电电压，开关二极管反偏截止，瞬间断开直流供电电源，完成反电动势的回收。
在车辆滑行时，换相信号输入端没有换相信号，开关三极管处于截止状态，每相绕组线圈的供电端保持供电电压的同时，每相绕组线圈感应发电，绕组线圈一边通过滤波电容、第一整流二极管到绕组线圈直接放电回收；绕组线圈另一边通过第二整流二极管、无极电容到绕组线圈直接放电回收，无极电容又给电感线圈充电，电感线圈通过滤波电容、第一整流二极管、第二整流二极管到电感线圈放电到滤波电容，滤波电容中吸收的电荷叠加，电压瞬间高于供电电压，开关二极管反向截止，瞬间断开直流供电电源，完成车辆滑行时电动机发电吸收。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中所述电动机半控电路与吸电电路的单元数为4个。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中所述电动机半控电路与吸电电路的单元数为5个。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中所述电动机半控电路与吸电电路的单元数为6个。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中所述换相开关三极管为场效应管。
实施例6
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中所述换相开关三极管为IGBT绝缘栅双极型晶体管。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种电动机发电电路，其特征在于：包括电子供电开关、电动机半控电路、吸电电路；所述电子供电开关包括一个开关二极管(1)；
所述电动机半控电路包括至少三个相同的单元，电动机半控电路的每一所述单元包括电动机的一相绕组线圈(2)、换相开关三极管(3)、换相信号输入端(4)；
所述吸电电路包括数量与所述电动机半控电路的单元数相同的单元和一个共用的滤波电容(9)，吸电电路的每一单元包括第一整流二极管(5)、第二整流二极管(6)、电感线圈(7)、无极电容(8)；
所述电动机半控电路与吸电电路的单元数为3-6个；
其中，所述电动机半控电路的每一个单元与吸电电路的每一个单元一一对应配合构成一个整体，不同整体之间实现并联，每一个所述整体的电路连接关系为：
所述绕组线圈的第一端分别与所述电感线圈的一端、所述无极电容的一端连接后与直流电源正极连接；电感线圈的另一端与所述无极电容的另一端连接后又与第二整流二极管的负极串联，第二整流二极管的正极与绕组线圈的第二端连接后与第一整流二极管的负极连接，第一整流二极管的正极与直流电源负极连接；所述开关三极管的集电极和发射极分别与绕组线圈的第二端、直流电源负极连接；所述换相信号输入端与换相开关三极管的基极连接；
所述开关二极管的正极与直流电源正极连接，开关二极管的负极与所述整体之间的并联点连接；所述滤波电容的正极、负极分别与开关二极管的负极、直流电源负极连接且与所述整体构成并联。
2.如权利要求1所述的电动机发电电路，其特征在于：所述电动机半控电路与吸电电路的单元数为3个。
3.如权利要求1所述的电动机发电电路，其特征在于，所述换相开关三极管为场效应管。
4.如权利要求1所述的电动机发电电路，其特征在于，所述换相开关三极管为IGBT绝缘栅双极型晶体管。
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