CN111835239B - 永磁同步电机反电动势调平衡装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机反电动势调平衡装置，包括三相逆变电路，其输入端连接直流电源，所述三相逆变电路输出端连接至永磁同步电机的三相定子绕组；吸收电路，其连接在每两相定子绕组共接端之间，且每两相定子绕组共接端之间设置一开关；储能电容C1，其连接在所述吸收电路两端，三个所述储能电容通过开关串联，三个串联储能电容的正极与直流电源正极端连接，三个串联储能电容的负极与直流电源负极端连接。在电机定子绕组两两之间连接有吸收电路，对关断相绕组上产生的反电动势进行现场吸收，平衡三相定子绕组中性点电压，减少反电动势对逆变电路的冲击。

Description

永磁同步电机反电动势调平衡装置及方法

技术领域

本发明涉及电机的控制技术领域，具体涉及一种永磁同步电机反电动势调平衡装置及方法。

背景技术

现有技术中，在对电机控制时，逆变桥臂需要不停的交互导通，导致关断相上产生反电动势，造成电机定子绕组中性不平衡，对电机控制和运行造成干扰；同时，现有技术中，电机启动速度慢，且容易造成电机失步运转，不利于对电机的精确控制。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种永磁同步电机反电动势调平衡装置及方法，在电机定子绕组两两之间连接有吸收电路，对关断相绕组上产生的反电动势进行现场吸收，平衡三相定子绕组中性点电压，减少反电动势对逆变电路的冲击，并将部分反电动势能量储存与储能电容中，为电机启动提供瞬时高启动电压，实现电机的快速启动，提升对电动的控制精确性。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种永磁同步电机反电动势调平衡装置，包括：

三相逆变电路，其输入端连接直流电源，所述三相逆变电路输出端连接至永磁同步电机的三相定子绕组；

吸收电路，其连接在每两相定子绕组共接端之间，且每两相定子绕组共接端之间设置一开关；

储能电容C1，其连接在所述吸收电路两端，三个所述储能电容通过开关串联，三个串联储能电容的正极与直流电源正极端连接，三个串联储能电容的负极与直流电源负极端连接。

优选的，A相定子绕组与B相定子绕组之间连接第一吸收电路和第一MOS管T4，B相定子绕组与C相定子绕组之间连接第二吸收电路和第二MOS管T5，C相定子绕组与A相定子绕组之间连接第三吸收电路和第三MOS管T6，电机正常运行时，第一MOS管T4、第二MOS管T5以及第三MOS管T6处于闭合状态。

优选的，各个所述吸收电路包括若干个并联设置的吸收电容，每两个所述吸收电容之间并联设置一耗能电阻，所述吸收电容的正极通过第四MOS管Tq对外连接，所述吸收电容的负极连接一第一二极管D3，所述第一二极管D3的阳极与所述吸收电容的负极连接，所述第一二极管D3的阴极对外连接。

优选的，每个所述耗能电阻两端并联有开关，所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间用开关连接。

优选的，所述第一吸收电路中的第四MOS管Tq连接B相定子绕组，所述第一吸收电路中的第一二极管D3连接A相定子绕组；所述第二吸收电路中的第四MOS管Tq连接C相定子绕组，所述第二吸收电路中的第一二极管D3连接B相定子绕组；所述第三吸收电路中的第四MOS管Tq连接A相定子绕组，所述第三吸收电路中的第一二极管D3连接C相定子绕组。

优选的，各个所述吸收电路两端连接有一所述储能电容C1，所述储能电容C1正极通过一第二二极管D4连接第四MOS管Tq的外接端，所述第二二极管D4阴极连接所述储能电容C1正极；所述储能电容C1负极通过一第三二极管D5连接所述第一二极管D3，所述第三二极管D5阴极连接所述第一二极管D3阳极。

优选的，所述第一吸收电路上的储能电容C1负极通过第五MOS管T7连接第二吸收电路上的储能电容C1正极，所述第二吸收电路上的储能电容C1负极通过第六MOS管T8连接第三吸收电路上的储能电容C1正极，所述第一吸收电路上的储能电容C1正极依次通过第七MOS管T9和第四二极管D1连接直流电源正极端，其中所述第四二极管D1阴极连接直流电源正极端；所述第三吸收电路上的储能电容C1负极依次通过第八MOS管T10和第五二极管D2连接直流电源负极端，其中所述第五二极管D2正极连接直流电源负极端。

一种永磁同步电机反电动势调平衡装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、控制A相定子绕组对应的第一上桥臂关断和第一下桥臂导通过程中，计算第一上桥臂从触发断开时刻到A相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Ta1；断开第一MOS管T4、第三MOS管T6，保持第二MOS管T5闭合，对第一吸收电路进行以下操作：分别闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第一上桥臂关断A相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Ta1时间后断开所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，闭合每个所述耗能电阻两端的开关，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Ta1时间后闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6闭合；

控制A相定子绕组对应的第一上桥臂导通和第一下桥臂关断过程中，计算第一下桥臂从触发断开时刻到A相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Ta2；断开第一MOS管T4、第三MOS管T6，保持第二MOS管T5闭合，对第三吸收电路进行以下操作：分别闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第一下桥臂关断A相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Ta2时间后断开所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，闭合每个所述耗能电阻两端的开关，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Ta2时间后闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6闭合；

步骤二、控制B相定子绕组对应的第二上桥臂关断和第二下桥臂导通过程中，计算第二上桥臂从触发断开时刻到B相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Tb1；断开第一MOS管T4、第二MOS管T5，保持第三MOS管T6闭合，对第二吸收电路进行以下操作：分别闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第二上桥臂关断B相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Tb1时间后断开所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，闭合每个所述耗能电阻两端的开关，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Tb1时间后闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6闭合；

控制B相定子绕组对应的第二上桥臂导通和第二下桥臂关断过程中，计算第二下桥臂从触发断开时刻到B相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Tb2；断开第一MOS管T4、第二MOS管T5，保持第三MOS管T6闭合，对第一吸收电路进行以下操作：分别闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第二下桥臂关断B相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Tb2时间后断开所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，闭合每个所述耗能电阻两端的开关，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Tb2时间后闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6闭合；

步骤三、控制C相定子绕组对应的第三上桥臂关断和第三下桥臂导通过程中，计算第三上桥臂从触发断开时刻到C相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Tc1；断开第二MOS管T5、第三MOS管T6，保持第一MOS管T4闭合，对第三吸收电路进行以下操作：分别闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第三上桥臂关断C相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Tc1时间后断开所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，闭合每个所述耗能电阻两端的开关，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Tc1时间后闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6闭合；

控制C相定子绕组对应的第三上桥臂导通和第三下桥臂关断过程中，计算第三下桥臂从触发断开时刻到C相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Tb2；断开第二MOS管T5、第三MOS管T6，保持第一MOS管T4闭合，对第二吸收电路进行以下操作：分别闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第三下桥臂关断C相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Tc2时间后断开所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，闭合每个所述耗能电阻两端的开关，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Tc2时间后闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6闭合；

优选的，电机启动时，闭合第五MOS管T7、第六MOS管T8、第七MOS管T9和第八MOS管T10，将三个吸收电路上的储能电容C1串联后输入至直流电源正极端，提升电机的瞬时启动励磁电压。

本发明至少包括以下有益效果：

1、在电机定子绕组两两之间连接有吸收电路，对关断相绕组上产生的反电动势进行现场吸收，平衡三相定子绕组中性点电压，减少反电动势对逆变电路的冲击，减少反电动势对电机精确控制的干扰；

2、将部分反电动势能量吸收保存至储能电容中，用于电机启动时，给电机提供瞬时高启动电压，实现电机的快速启动，进一步提升对电机的控制精确性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1 为本发明的整体结构示意图；

图2为吸收电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-2所示，本发明提供了一种永磁同步电机反电动势调平衡装置，三相逆变电路由三对上下桥臂组成，三相逆变电路的输入端连接直流电源，所述三相逆变电路输出端连接至永磁同步电机的三相定子绕组，第一个桥臂的中间输出端与A相定子绕组连接，第二个桥臂的中间输出端对应连接B相定子绕组，第三个桥臂的中间输出端对应连接C相定子绕组。

如图1所示，A相定子绕组、B相定子绕组和C相定子绕组的第二端共接，A相定子绕组、B相定子绕组共接端之间连接一第一吸收电路1和第一MOS管T4、B相定子绕组与C相定子绕组之间连接第二吸收电路2和第二MOS管T5，C相定子绕组与A相定子绕组之间连接第三吸收电路3和第三MOS管T6，电机正常运行时，第一MOS管T4、第二MOS管T5以及第三MOS管T6处于闭合状态。

各个吸收电路的结构相同，如图2所示，具体的，所述吸收电路包括若干个并联设置的吸收电容，每两个所述吸收电容之间并联设置一耗能电阻，本实施例中，吸收电路包括三个并联设置的吸收电容C2、C3、C4，吸收电容C2和吸收电容C3之间并联有耗能电阻R1，吸收电容C3和吸收电容C4之间并联有耗能电阻R2，各个所述吸收电容的正极通过第四MOS管Tq对外连接，各个所述吸收电容的负极连接一第一二极管D3，所述第一二极管D3的阳极与所述吸收电容的负极连接，所述第一二极管D3的阴极对外连接。

耗能电阻R1两端并联有开关Tc，耗能电阻R2两端并联有开关Td，耗能电阻R1尾端与吸收电容C2负极之间的线路上设置有开关T13，耗能电阻R1首端与吸收电容C3正极之间的线路上设置有开关T15，耗能电阻R2尾端与吸收电容C3负极之间的线路上设置有开关T14，耗能电阻R2首端与吸收电容C4正极之间的线路上设置有开关T16，反电动势产生初期，当开关T13、T14、T15、T16闭合，且开关Tc、Td断开时，吸收电路成为吸收电容与耗能电阻并联结构，用于吸收绕组在反电动势产生前期的反电动势，吸收电容充电，耗能电阻直接消耗，提升瞬间对反电动势的吸收能力，减少反电动势对电机的冲击。

当开关T13、T14、T15、T16断开，且开关Tc、Td闭合时，吸收电路成为各个吸收电容串联、且耗能电阻切除的电路结构，将各个吸收电容串联后，提升吸收电容的输出电压，用于为储能电容充电。

当串联的吸收电容对储能电容充电完成后，将开关T13、T14、T15、T16闭合，断开开关Tc、Td，吸收电路重新成为吸收电容与耗能电阻并联结构，耗能电阻吸收吸收电容中剩余的电能，直至消耗完毕，各个吸收电容等待下一次吸收反电动势过程，被耗能电阻消耗完毕的吸收电容提升了对反电动势的吸收能力。

如图1-2所示，所述第一吸收电路1中的第四MOS管Tq连接B相定子绕组，所述第一吸收电路1中的第一二极管D3连接A相定子绕组；所述第二吸收电路2中的第四MOS管Tq连接C相定子绕组，所述第二吸收电路2中的第一二极管D3连接B相定子绕组；所述第三吸收电路3中的第四MOS管Tq连接A相定子绕组，所述第三吸收电路3中的第一二极管D3连接C相定子绕组。

第一上桥臂关断、第一下桥臂导通过程中，在A相定子绕组上会产生一个朝向第一上桥臂的反电动势，此时控制第一吸收电路1上第四MOS管Tq导通，将该反电动势流经第一吸收电路1中进行吸收。第一上桥臂导通、第一下桥臂关断过程中，在A相定子绕组上会产生一个朝向三相定子绕组共接端的反电动势，此时控制第三吸收电路3上第四MOS管Tq导通，将该反电动势流经第三吸收电路3中进行吸收。

以此类推，第二上桥臂关断、第二下桥臂导通过程中，在B相定子绕组上会产生一个朝向第二上桥臂的反电动势，此时控制第二吸收电路2上第四MOS管Tq导通，将该反电动势流经第二吸收电路1中进行吸收。第二上桥臂导通、第二下桥臂关断过程中，在B相定子绕组上会产生一个朝向三相定子绕组共接端的反电动势，此时控制第一吸收电路1上第四MOS管Tq导通，将该反电动势流经第一吸收电路1中进行吸收。

第三上桥臂关断、第三下桥臂导通过程中，在C相定子绕组上会产生一个朝向第三上桥臂的反电动势，此时控制第三吸收电路3上第四MOS管Tq导通，将该反电动势流经第三吸收电路3中进行吸收。第三上桥臂导通、第三下桥臂关断过程中，在C相定子绕组上会产生一个朝向三相定子绕组共接端的反电动势，此时控制第二吸收电路2上第四MOS管Tq导通，将该反电动势流经第二吸收电路2中进行吸收。

各个所述吸收电路两端连接有一所述储能电容C1，储能电容C1的作用在于将反电动势能储存在其中，用于在电机启动时提升励磁电压，所述储能电容C1正极通过一第二二极管D4连接第四MOS管Tq的外接端，所述第二二极管D4阴极连接所述储能电容C1正极；所述储能电容C1负极通过一第三二极管D5连接所述第一二极管D3，所述第三二极管D5阴极连接所述第一二极管D3阳极，从而使得储能电容C1并联在吸收电路的两端。

反电动势产生初期，当开关T13-T16闭合，且开关Tc、Td断开时，吸收电路成为吸收电容与耗能电阻并联结构，由于储能电容C1并联在吸收电路的两端，吸收电路和储能电容C1同时吸收绕组的反电动势，减小反电动势对逆变桥的冲击干扰。随着对储能电容C1充电过程的持续，其两端电压提升，当储能电容C1两端的电压大于反电动势最大电压时，则储能电容C1无法直接吸收反电动势，第二二极管D4的设置，使得储能电容C1中的储能无法反馈至吸收电路和三相逆变电路中间。

当开关T13-T16断开，且开关Tc、Td闭合时，吸收电路成为各个吸收电容串联、且耗能电阻切除的电路结构，将各个吸收电容串联后，提升吸收电容的输出电压，用于为储能电容C1充电，只要保持电机运行一段时间，最终使得储能电容C1的端电压不小于反电动最大电压，最后在电机启动时，将储能电容C1反馈至直流电源输入端，瞬时提升电机启动电压，实现电机快速启动。由此，吸收电路和储能电容即参与了吸收反电动的过程，减小反电动势对逆变电路的冲击干扰，同时储存部分反电动势能量，用于瞬时提升电机启动电压，实现电机快速启动。

进一步的，所述第一吸收电路1上的储能电容C1负极通过第五MOS管T7连接第二吸收电路2上的储能电容C1正极，所述第二吸收电路2上的储能电容C1负极通过第六MOS管T8连接第三吸收电路3上的储能电容C1正极，所述第一吸收电路1上的储能电容C1正极依次通过第七MOS管T9和第四二极管D1连接直流电源正极端，其中所述第四二极管D1阴极连接直流电源正极端；所述第三吸收电路3上的储能电容C1负极依次通过第八MOS管T10和第五二极管D2连接直流电源负极端，其中所述第五二极管D2正极连接直流电源负极端。

该回路的构建使得三个吸收回路中的储能电容C1通过第五MOS管T7和第六MOS管T8串联，随后串联正极端经过第七MOS管T9连接至直流电源正极端，串联负极端通过第八MOS管T10连接至直流电源负极端，将三个储能电容C1串联后反馈至直流电源端，三个储能电容C1串联后，输出电压进一步提高，有效提升电机的瞬时启动电压，实现电机的快速启动。

一种永磁同步电机反电动势调平衡装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、控制A相定子绕组对应的第一上桥臂关断和第一下桥臂导通过程中，计算第一上桥臂从触发断开时刻到A相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Ta1；断开第一MOS管T4、第三MOS管T6，保持第二MOS管T5闭合，对第一吸收电路1进行以下操作：分别闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td，闭合第四MOS管Tq，吸收电路成为吸收电容与耗能电阻并联结构，由于储能电容C1并联在吸收电路的两端，吸收电路和储能电容C1同时吸收绕组的反电动势，减小反电动势对逆变桥的冲击干扰。在此过程中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电，快速吸收反电势；

当反电动势波峰过去，也就是0.5 Ta1时间后，此时，将开关T13-T16断开，闭合开关Tc、Td，吸收电路成为各个吸收电容串联、且耗能电阻切除的电路结构，将各个吸收电容串联后，提升吸收电容的输出电压，用于为储能电容C1充电，只要保持电机运行一段时间，最终使得储能电容C1的端电压不小于反电动最大电压，最后在电机启动时，将储能电容C1反馈至直流电源输入端，瞬时提升电机启动电压，实现电机快速启动。由此，吸收电路和储能电容即参与了吸收反电动的过程，减小反电动势对逆变电路的冲击干扰，同时储存部分反电动势能量，用于瞬时提升电机启动电压，实现电机快速启动。

最后，0.75Ta1时间后闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能，闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6复位闭合。

参考上述对第一吸收回路1的操作过程，当控制A相定子绕组对应的第一上桥臂导通和第一下桥臂关断过程中，计算第一下桥臂从触发断开时刻到A相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Ta2；断开第一MOS管T4、第三MOS管T6，保持第二MOS管T5闭合，对第三吸收电路3进行以下操作：分别闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第一下桥臂关断A相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Ta2时间后分别断开开关T13-T16，闭合开关Tc、Td，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Ta2时间后分别闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6复位闭合。

步骤二、参考步骤一，控制B相定子绕组对应的第二上桥臂关断和第二下桥臂导通过程中，计算第二上桥臂从触发断开时刻到B相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Tb1；断开第一MOS管T4、第二MOS管T5，保持第三MOS管T6闭合，对第二吸收电路2进行以下操作：分别闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第二上桥臂关断B相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Tb1时间后分别断开开关T13-T16，闭合开关Tc、Td，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Tb1时间后分别闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6复位闭合；

控制B相定子绕组对应的第二上桥臂导通和第二下桥臂关断过程中，计算第二下桥臂从触发断开时刻到B相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Tb2；断开第一MOS管T4、第二MOS管T5，保持第三MOS管T6闭合，对第一吸收电路1进行以下操作：分别闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第二下桥臂关断B相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Tb2时间后分别断开开关T13-T16，闭合开关Tc、Td，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Tb2时间后分别闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6复位闭合。

步骤三、控制C相定子绕组对应的第三上桥臂关断和第三下桥臂导通过程中，计算第三上桥臂从触发断开时刻到C相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Tc1；断开第二MOS管T5、第三MOS管T6，保持第一MOS管T4闭合，对第三吸收电路3进行以下操作：分别闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第三上桥臂关断C相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Tc1时间后分别断开开关T13-T16，闭合开关Tc、Td，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Tc1时间后分别闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6复位闭合；

控制C相定子绕组对应的第三上桥臂导通和第三下桥臂关断过程中，计算第三下桥臂从触发断开时刻到C相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Tb2；断开第二MOS管T5、第三MOS管T6，保持第一MOS管T4闭合，对第二吸收电路2进行以下操作：分别分别闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第三下桥臂关断C相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Tc2时间后分别断开开关T13-T16，闭合开关Tc、Td，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Tc2时间后分别闭合开关T13-T16，断开开关Tc、Td，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6复位闭合。

进一步的，电机启动时，闭合第五MOS管T7、第六MOS管T8、第七MOS管T9和第八MOS管T10，将三个吸收电路上的第一储能电容C1串联后输入至直流电源正极端，提升电机的瞬时启动励磁电压，实现电机的快速启动。

由上所述，在电机定子绕组两两之间连接有吸收电路，对关断相绕组上产生的反电动势进行现场吸收，平衡三相定子绕组中性点电压，减少反电动势对逆变电路的冲击，减少反电动势对电机精确控制的干扰；将部分反电动势能量吸收保存至储能电容中，用于电机启动时，给电机提供瞬时高启动电压，实现电机的快速启动，进一步提升对电机的控制精确性。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种永磁同步电机反电动势调平衡装置，其特征在于，包括：

三相逆变电路，其输入端连接直流电源，所述三相逆变电路输出端连接至永磁同步电机的三相定子绕组；

吸收电路，其连接在每两相定子绕组共接端之间，且每两相定子绕组共接端之间设置一开关；

储能电容C1，其连接在所述吸收电路两端，三个所述储能电容通过开关串联，三个串联储能电容的正极与直流电源正极端连接，三个串联储能电容的负极与直流电源负极端连接；

其中，A相定子绕组与B相定子绕组之间连接第一吸收电路和第一MOS管T4，B相定子绕组与C相定子绕组之间连接第二吸收电路和第二MOS管T5，C相定子绕组与A相定子绕组之间连接第三吸收电路和第三MOS管T6，电机正常运行时，第一MOS管T4、第二MOS管T5以及第三MOS管T6处于闭合状态；各个所述吸收电路两端连接有一所述储能电容C1，所述储能电容C1正极通过一第二二极管D4连接第四MOS管Tq的外接端，所述第二二极管D4阴极连接所述储能电容C1正极；所述储能电容C1负极通过一第三二极管D5连接第一二极管D3，所述第三二极管D5阴极连接所述第一二极管D3阳极；

各个所述吸收电路包括若干个并联设置的吸收电容，每两个所述吸收电容之间并联设置一耗能电阻，所述吸收电容的正极通过第四MOS管Tq对外连接，所述吸收电容的负极连接一第一二极管D3，所述第一二极管D3的阳极与所述吸收电容的负极连接，所述第一二极管D3的阴极对外连接；每个所述耗能电阻两端并联有开关，所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间用开关连接；所述第一吸收电路中的第四MOS管Tq连接B相定子绕组，所述第一吸收电路中的第一二极管D3连接A相定子绕组；所述第二吸收电路中的第四MOS管Tq连接C相定子绕组，所述第二吸收电路中的第一二极管D3连接B相定子绕组；所述第三吸收电路中的第四MOS管Tq连接A相定子绕组，所述第三吸收电路中的第一二极管D3连接C相定子绕组。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机反电动势调平衡装置，其特征在于，所述第一吸收电路上的储能电容C1负极通过第五MOS管T7连接第二吸收电路上的储能电容C1正极，所述第二吸收电路上的储能电容C1负极通过第六MOS管T8连接第三吸收电路上的储能电容C1正极，所述第一吸收电路上的储能电容C1正极依次通过第七MOS管T9和第四二极管D1连接直流电源正极端，其中所述第四二极管D1阴极连接直流电源正极端；所述第三吸收电路上的储能电容C1负极依次通过第八MOS管T10和第五二极管D2连接直流电源负极端，其中所述第五二极管D2正极连接直流电源负极端。

3.如权利要求2所述永磁同步电机反电动势调平衡装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、控制A相定子绕组对应的第一上桥臂关断和第一下桥臂导通过程中，计算第一上桥臂从触发断开时刻到A相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Ta1；断开第一MOS管T4、第三MOS管T6，保持第二MOS管T5闭合，对第一吸收电路进行以下操作：分别闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第一上桥臂关断A相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Ta1时间后断开所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，闭合每个所述耗能电阻两端的开关，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Ta1时间后闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6闭合；

控制A相定子绕组对应的第一上桥臂导通和第一下桥臂关断过程中，计算第一下桥臂从触发断开时刻到A相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Ta2；断开第一MOS管T4、第三MOS管T6，保持第二MOS管T5闭合，对第三吸收电路进行以下操作：分别闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第一下桥臂关断A相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Ta2时间后断开所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，闭合每个所述耗能电阻两端的开关，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Ta2时间后闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6闭合；

步骤二、控制B相定子绕组对应的第二上桥臂关断和第二下桥臂导通过程中，计算第二上桥臂从触发断开时刻到B相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Tb1；断开第一MOS管T4、第二MOS管T5，保持第三MOS管T6闭合，对第二吸收电路进行以下操作：分别闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第二上桥臂关断B相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Tb1时间后断开所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，闭合每个所述耗能电阻两端的开关，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Tb1时间后闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6闭合；

控制B相定子绕组对应的第二上桥臂导通和第二下桥臂关断过程中，计算第二下桥臂从触发断开时刻到B相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Tb2；断开第一MOS管T4、第二MOS管T5，保持第三MOS管T6闭合，对第一吸收电路进行以下操作：分别闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第二下桥臂关断B相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Tb2时间后断开所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，闭合每个所述耗能电阻两端的开关，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Tb2时间后闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6闭合；

步骤三、控制C相定子绕组对应的第三上桥臂关断和第三下桥臂导通过程中，计算第三上桥臂从触发断开时刻到C相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Tc1；断开第二MOS管T5、第三MOS管T6，保持第一MOS管T4闭合，对第三吸收电路进行以下操作：分别闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第三上桥臂关断C相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Tc1时间后断开所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，闭合每个所述耗能电阻两端的开关，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Tc1时间后闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6闭合；

控制C相定子绕组对应的第三上桥臂导通和第三下桥臂关断过程中，计算第三下桥臂从触发断开时刻到C相定子绕组电流过零时刻之间的时间间隔Tb2；断开第二MOS管T5、第三MOS管T6，保持第一MOS管T4闭合，对第二吸收电路进行以下操作：分别闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，闭合第四MOS管Tq，通过储能电容C1、各个吸收电容以及各个耗能电阻同时吸收第三下桥臂关断C相定子绕组上产生的反电动势，其中，储能电容C1、各个吸收电容同时充电；0.5 Tc2时间后断开所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，闭合每个所述耗能电阻两端的开关，将各个吸收电容串联后为储能电容C1充电；0.75Tc2时间后闭合所述耗能电阻首尾与相邻所述吸收电容之间的开关，断开每个所述耗能电阻两端的开关，通过耗能电阻吸收吸收电容上电能；第一MOS管T4、第二MOS管T5和第三MOS管T6闭合。

4.如权利要求3所述永磁同步电机反电动势调平衡装置的控制方法，其特征在于，电机启动时，闭合第五MOS管T7、第六MOS管T8、第七MOS管T9和第八MOS管T10，将三个吸收电路上的储能电容C1串联后输入至直流电源正极端，提升电机的瞬时启动励磁电压。

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