CN114268235A - 基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统 - Google Patents

基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统 Download PDF

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Abstract

基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，涉及三相两级集成九绕组电机充电技术领域。本发明是为了解决现有400V电池充电背景下的两级集成充电系统需要配备额外的电力电子器件和直流储能电感的的问题。本发明当电动车工作于充电模式时，利用切换开关，改变九绕组的连接方式，将驱动拓扑变换为两级充电拓扑。两级充电拓扑中，将部分绕组复用为充电模式下的网侧等效滤波电感，此时前级的AC/DC变换器利用驱动逆变器九个桥臂中的六个桥臂进行组建，并将剩余的绕组和逆变桥组成后级双向DC/DC变换器，包括DC/DC变换器所需的功率模块以及直流储能电感。整个系统无需额外构成后级变换器的任何元器件。

Description

基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统
技术领域
本发明属于三相两级集成九绕组电机充电技术领域。
背景技术
将九绕组内置式永磁同步电机及其配套的驱动逆变器复用为充电模式下对应的网侧滤波电感和功率变换器的一类三相单级集成充电系统。现有的技术是在充电模式下，在九个绕组内部注入零序电流，能够保证电机在充电时不会发生旋转，且九个绕组全部复用为前级AC/DC变换器的滤波电感。如果电池的标称电压为400V，则需要配备额外的双向DC/DC变换器。该变换器在充电模式下将母线电压降低到电池的工作范围之内。额外的DC/DC变换器需要配备专门设计的直流储能电感以及额外的功率器件。该电感需要专门的设计，且额外的器件将增加整个集成充电系统的体积，降低系统的功率密度，同时增加系统的成本。
发明内容
本发明是为了解决现有400V电池充电背景下的两级集成充电系统需要配备额外的电力电子器件和直流储能电感的问题，这些额外的器件构成后级降压用的双向DC/DC变换器，但额外的器件会增加系统体积、降低系统功率密度，现提供六种结构的基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，分别如下：
第一种结构：基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥、第二三相半桥、电容Cdc、三相开关S1、三相开关S2、三相开关S3、三相开关S7、两相开关S4、两相开关S5、两相开关S6、电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥、第二三相半桥和电容Cdc并联，第一三相半桥中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S7一侧的第一连接端和三相开关S3一侧的第一连接端，第一三相半桥中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S3一侧的第二连接端，第一三相半桥中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S7一侧的第三连接端和三相开关S3一侧的第三连接端，第二三相半桥中a相半桥模块的中点a2连接电感La2的一端，第二三相半桥中b相半桥模块的中点b2连接电感Lb2的一端，第二三相半桥中c相半桥模块的中点c2连接电感Lc2的一端，第一三相半桥中b相半桥模块的中点b1、第二三相半桥中a相半桥模块的中点a2和第二三相半桥中c相半桥模块的中点c2分别为三相电的输入端，三相开关S7另一侧的第一连接端和三相开关S3另一侧的第一连接端同时连接电感La1的一端，三相开关S7另一侧的第二连接端和三相开关S3另一侧的第二连接端同时连接电感Lb1的一端，三相开关S7另一侧的第三连接端和三相开关S3另一侧的第三连接端同时连接电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs1的另一端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和两相开关S4一侧的第一连接端，电阻Rs2的另一端分别连接三相开关S2一侧的第一连接端和两相开关S4一侧的第二连接端，电阻Rs3的另一端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和两相开关S5一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接三相开关S2一侧的第二连接端和两相开关S5一侧的第二连接端，电阻Rs5的另一端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和两相开关S6一侧的第一连接端，电阻Rs6的另一端分别连接三相开关S2一侧的第三连接端和两相开关S6一侧的第二连接端，三相开关S1另一侧的三个连接端、三相开关S2另一侧的三个连接端、两相开关S4另一侧的两个连接端、两相开关S5另一侧的两个连接端和两相开关S6另一侧的两个连接端均短接；
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥、单相开关Sn、单相开关Sm、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，
第三三相半桥与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥中a相半桥模块的中点a3连接电感La3的一端，第三三相半桥中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥中c相半桥模块的中点c3连接电感Lc3的一端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端、电阻Rs8的另一端和电阻Rs9的另一端共同连接，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs7～Rs9的共同连接端之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S3和单相开关Sn闭合且两相开关S4～S6、三相开关S7和单相开关Sm断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S3和单相开关Sn断开且两相开关S4～S6、三相开关S7和单相开关Sm闭合时，系统为充电模式。
第二种结构：基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥、第二三相半桥、电容Cdc、三相开关S1～S6、两相开关S7～S9，电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥、第二三相半桥和电容Cdc并联，第一三相半桥中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S4一侧的第一连接端、三相开关S5一侧的第一连接端和三相开关S6一侧的第一连接端，第一三相半桥中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S4一侧的第二连接端、三相开关S5一侧的第二连接端和三相开关S6一侧的第二连接端，第一三相半桥中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S4一侧的第三连接端、三相开关S5一侧的第三连接端和三相开关S6一侧的第三连接端，第二三相半桥中a相半桥模块的中点a2、第二三相半桥中b相半桥模块的中点b2和第二三相半桥中c相半桥模块的中点c2分别连接三相开关S3一侧的三个连接端，三相开关S3另一侧的第一连接端分别连接三相开关S5另一侧的第一连接端和电感La2的一端，三相开关S3另一侧的第二连接端分别连接三相开关S5另一侧的第二连接端和电感Lb2的一端，三相开关S3另一侧的第三连接端分别连接三相开关S5另一侧的第三连接端和电感Lc2的一端，三相开关S6另一侧的第一连接端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和电阻Rs1的一端，三相开关S6另一侧的第二连接端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和电阻Rs3的一端，三相开关S6另一侧的第三连接端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和电阻Rs5的一端，三相开关S4另一侧的第一连接端分别连接两相开关S7一侧的第一连接端和电感La1的一端，三相开关S4另一侧的第二连接端分别连接两相开关S8一侧的第一连接端和电感Lb1的一端，三相开关S4另一侧的第三连接端分别连接两相开关S9一侧的第一连接端和电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的另一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的另一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的另一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs2的另一端分别连接两相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接两相开关S8一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第二连接端，电阻Rs6的另一端分别连接两相开关S9一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第三连接端，三相开关S1和S2另一侧的三个连接端均短接，两相开关S7、S8和S9另一侧的两个连接端分别作为三相电的输入端，
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥、单相开关Sn、单相开关Sm、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，
第三三相半桥与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥中a相半桥模块的中点a3连接电感La3的一端，第三三相半桥中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥中c相半桥模块的中点c3连接电感Lc3的一端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端、电阻Rs8的另一端和电阻Rs9的另一端共同连接，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs7～Rs9的共同连接端之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S4和单相开关Sn闭合且三相开关S5、三相开关S6、两相开关S7～S9和单相开关Sm断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S4和单相开关Sn断开且三相开关S5、三相开关S6、两相开关S7～S9和单相开关Sm闭合时，系统为充电模式。
第三种结构：基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥、第二三相半桥、电容Cdc、三相开关S1～S4、两相开关S5～S7、电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥、第二三相半桥和电容Cdc并联，第一三相半桥中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S3一侧的第一连接端和三相开关S4一侧的第一连接端，第一三相半桥中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S3一侧的第二连接端和三相开关S4一侧的第二连接端，第一三相半桥中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S3一侧的第三连接端和三相开关S4一侧的第三连接端，第二三相半桥中a相半桥模块的中点a2连接电感La2的一端，第二三相半桥中b相半桥模块的中点b2连接电感Lb2的一端，第二三相半桥中c相半桥模块的中点c2连接电感Lc2的一端，三相开关S4另一侧的第一连接端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和电阻Rs1的一端，三相开关S4另一侧的第二连接端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和电阻Rs3的一端，三相开关S4另一侧的第三连接端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和电阻Rs5的一端，三相开关S3另一侧的第一连接端分别连接两相开关S5一侧的第一连接端和电感La1的一端，三相开关S3另一侧的第二连接端分别连接两相开关S6一侧的第一连接端和电感Lb1的一端，三相开关S3另一侧的第三连接端分别连接两相开关S7一侧的第一连接端和电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的另一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的另一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的另一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs2的另一端分别连接两相开关S5一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接两相开关S6一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第二连接端，电阻Rs6的另一端分别连接两相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第三连接端，三相开关S1和S2另一侧的三个连接端均短接，两相开关S5、S6和S7另一侧的两个连接端分别作为三相电的输入端，
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥、单相开关Sn、单相开关Sm、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，
第三三相半桥与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥中a相半桥模块的中点a3连接电感La3的一端，第三三相半桥中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥中c相半桥模块的中点c3连接电感Lc3的一端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端、电阻Rs8的另一端和电阻Rs9的另一端共同连接，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs7～Rs9的共同连接端之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S3和单相开关Sn闭合且三相开关S4、两相开关S5～S7和单相开关Sm断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S3和单相开关Sn断开且三相开关S4、两相开关S5～S7和单相开关Sm闭合时，系统为充电模式。
第四种结构：基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥、第二三相半桥、电容Cdc、三相开关S1、三相开关S2、三相开关S3、三相开关S7、两相开关S4、两相开关S5、两相开关S6、电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥、第二三相半桥和电容Cdc并联，第一三相半桥中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S7一侧的第一连接端和三相开关S3一侧的第一连接端，第一三相半桥中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S3一侧的第二连接端，第一三相半桥中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S7一侧的第三连接端和三相开关S3一侧的第三连接端，第二三相半桥中a相半桥模块的中点a2连接电感La2的一端，第二三相半桥中b相半桥模块的中点b2连接电感Lb2的一端，第二三相半桥中c相半桥模块的中点c2连接电感Lc2的一端，第一三相半桥中b相半桥模块的中点b1、第二三相半桥中a相半桥模块的中点a2和第二三相半桥中c相半桥模块的中点c2分别为三相电的输入端，三相开关S7另一侧的第一连接端和三相开关S3另一侧的第一连接端同时连接电感La1的一端，三相开关S7另一侧的第二连接端和三相开关S3另一侧的第二连接端同时连接电感Lb1的一端，三相开关S7另一侧的第三连接端和三相开关S3另一侧的第三连接端同时连接电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs1的另一端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和两相开关S4一侧的第一连接端，电阻Rs2的另一端分别连接三相开关S2一侧的第一连接端和两相开关S4一侧的第二连接端，电阻Rs3的另一端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和两相开关S5一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接三相开关S2一侧的第二连接端和两相开关S5一侧的第二连接端，电阻Rs5的另一端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和两相开关S6一侧的第一连接端，电阻Rs6的另一端分别连接三相开关S2一侧的第三连接端和两相开关S6一侧的第二连接端，三相开关S1另一侧的三个连接端、三相开关S2另一侧的三个连接端、两相开关S4另一侧的两个连接端、两相开关S5另一侧的两个连接端和两相开关S6另一侧的两个连接端均短接；
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥、单相开关Sn、单相开关Sm、三相开关Sp、两相开关Sq、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，
第三三相半桥与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥中a相半桥模块的中点a3分别连接电感La3的一端和两相开关Sq一侧的第一连接端，第三三相半桥中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥中c相半桥模块的中点c3分别连接电感Lc3的一端和两相开关Sq另一侧的第一连接端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第一连接端和两相开关Sq一侧的第二连接端，电阻Rs8的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第二连接端和两相开关Sq另一侧的第二连接端，电阻Rs9的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第三连接端和单相开关Sm的一端，三相开关Sp另一侧的三个连接端和单相开关Sm的另一端相连并共同作为变换器直流充电端的正极，三个半桥模块的集电极端子共同连接变换器直流充电端的正极，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs9之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S3、单相开关Sn和三相开关Sp均闭合，且两相开关S4～S6、两相开关Sq、三相开关S7和单相开关Sm均断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S3、单相开关Sn和三相开关Sp均断开，且两相开关S4～S6、两相开关Sq、三相开关S7和单相开关Sm均闭合时，系统为充电模式。
第五种结构：基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥、第二三相半桥、电容Cdc、三相开关S1～S6、两相开关S7～S9，电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥、第二三相半桥和电容Cdc并联，第一三相半桥中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S4一侧的第一连接端、三相开关S5一侧的第一连接端和三相开关S6一侧的第一连接端，第一三相半桥中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S4一侧的第二连接端和三相开关S6一侧的第二连接端，第一三相半桥中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S4一侧的第三连接端、三相开关S5一侧的第三连接端和三相开关S6一侧的第三连接端，三相开关S5一侧的第二连接端空置，第二三相半桥中a相半桥模块的中点a2、第二三相半桥中b相半桥模块的中点b2和第二三相半桥中c相半桥模块的中点c2分别连接三相开关S3一侧的三个连接端，三相开关S3另一侧的第一连接端分别连接三相开关S5另一侧的第一连接端和电感La2的一端，三相开关S3另一侧的第二连接端分别连接三相开关S5另一侧的第二连接端和电感Lb2的一端，三相开关S3另一侧的第三连接端分别连接三相开关S5另一侧的第三连接端和电感Lc2的一端，三相开关S6另一侧的第一连接端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和电阻Rs1的一端，三相开关S6另一侧的第二连接端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和电阻Rs3的一端，三相开关S6另一侧的第三连接端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和电阻Rs5的一端，三相开关S4另一侧的第一连接端分别连接两相开关S7一侧的第一连接端和电感La1的一端，三相开关S4另一侧的第二连接端分别连接两相开关S8一侧的第一连接端和电感Lb1的一端，三相开关S4另一侧的第三连接端分别连接两相开关S9一侧的第一连接端和电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的另一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的另一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的另一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs2的另一端分别连接两相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接两相开关S8一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第二连接端，电阻Rs6的另一端分别连接两相开关S9一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第三连接端，三相开关S1和S2另一侧的三个连接端均短接，两相开关S7、S8和S9另一侧的两个连接端分别作为三相电的输入端，
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥、单相开关Sn、单相开关Sm、三相开关Sp、两相开关Sq、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，
第三三相半桥与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥中a相半桥模块的中点a3分别连接电感La3的一端和两相开关Sq一侧的第一连接端，第三三相半桥中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥中c相半桥模块的中点c3分别连接电感Lc3的一端和两相开关Sq另一侧的第一连接端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第一连接端和两相开关Sq一侧的第二连接端，电阻Rs8的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第二连接端和两相开关Sq另一侧的第二连接端，电阻Rs9的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第三连接端和单相开关Sm的一端，三相开关Sp另一侧的三个连接端和单相开关Sm的另一端相连并共同作为变换器直流充电端的正极，三个半桥模块的集电极端子共同连接变换器直流充电端的正极，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs9之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S4、单相开关Sn和三相开关Sp均闭合，且三相开关S5、三相开关S6、两相开关S7～S9、两相开关Sq和单相开关Sm均断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S4、单相开关Sn和三相开关Sp均断开，且三相开关S5、三相开关S6、两相开关S7～S9、两相开关Sq和单相开关Sm均闭合时，系统为充电模式。
第六种结构：基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥、第二三相半桥、电容Cdc、三相开关S1～S4、两相开关S5～S7、电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥、第二三相半桥和电容Cdc并联，第一三相半桥中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S3一侧的第一连接端和三相开关S4一侧的第一连接端，第一三相半桥中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S3一侧的第二连接端和三相开关S4一侧的第二连接端，第一三相半桥中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S3一侧的第三连接端和三相开关S4一侧的第三连接端，第二三相半桥中a相半桥模块的中点a2连接电感La2的一端，第二三相半桥中b相半桥模块的中点b2连接电感Lb2的一端，第二三相半桥中c相半桥模块的中点c2连接电感Lc2的一端，三相开关S4另一侧的第一连接端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和电阻Rs1的一端，三相开关S4另一侧的第二连接端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和电阻Rs3的一端，三相开关S4另一侧的第三连接端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和电阻Rs5的一端，三相开关S3另一侧的第一连接端分别连接两相开关S5一侧的第一连接端和电感La1的一端，三相开关S3另一侧的第二连接端分别连接两相开关S6一侧的第一连接端和电感Lb1的一端，三相开关S3另一侧的第三连接端分别连接两相开关S7一侧的第一连接端和电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的另一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的另一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的另一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs2的另一端分别连接两相开关S5一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接两相开关S6一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第二连接端，电阻Rs6的另一端分别连接两相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第三连接端，三相开关S1和S2另一侧的三个连接端均短接，两相开关S5、S6和S7另一侧的两个连接端分别作为三相电的输入端，
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥、单相开关Sn、单相开关Sm、三相开关Sp、两相开关Sq、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，
第三三相半桥与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥中a相半桥模块的中点a3分别连接电感La3的一端和两相开关Sq一侧的第一连接端，第三三相半桥中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥中c相半桥模块的中点c3分别连接电感Lc3的一端和两相开关Sq另一侧的第一连接端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第一连接端和两相开关Sq一侧的第二连接端，电阻Rs8的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第二连接端和两相开关Sq另一侧的第二连接端，电阻Rs9的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第三连接端和单相开关Sm的一端，三相开关Sp另一侧的三个连接端和单相开关Sm的另一端相连并共同作为变换器直流充电端的正极，三个半桥模块的集电极端子共同连接变换器直流充电端的正极，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs9之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S3、三相开关Sp和单相开关Sn均闭合，且三相开关S4、两相开关S5～S7、两相开关Sq和单相开关Sm断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S3、三相开关Sp和单相开关Sn均断开，且三相开关S4、两相开关S5～S7、两相开关Sq和单相开关Sm均闭合时，系统为充电模式。
本发明在集成充电系统的电池标称电压为400V的背景下，能够消除原两级集成充电系统所需配套的双向DC/DC变换器的额外组成硬件，提升了基于九绕组电机的原两级集成充电系统的功率密度。在确保充电过程中电机不发生旋转的情况下，能够基于原单级充电拓扑，将单级充电系统扩展为工作于400V系统的两级充电拓扑，无需任何额外构成后级DC/DC变换器的元器件。
附图说明
图1为基于脉振磁动势抵消的绕组串联三桥臂AC/DC变换器拓扑结构图，其中半桥模块的中点a2、b2和c2均空置，
图2为基于脉振磁动势抵消的绕组并联三桥臂AC/DC变换器拓扑结构图，其中半桥模块的中点a2、b2和c2均空置，
图3为基于脉振磁动势抵消的绕组并联六桥臂AC/DC变换器拓扑结构图，
图4为基于三相交错并联的后级DC/DC变换器拓扑结构图，
图5为基于三绕组串联的后级DC/DC变换器拓扑结构图，其中，半桥模块的中点a3和c3均空置，
图6为具体实施方式一和四中前级AC/DC变换器的结构示意图，
图7为具体实施方式二和五中前级AC/DC变换器的结构示意图，
图8为具体实施方式三和六中前级AC/DC变换器的结构示意图，
图9为具体实施方式一、二和三中后级DC/DC变换器的结构示意图，
图10为具体实施方式四、五和六中后级DC/DC变换器的结构示意图，
图11为驱动模式转为充电模式的流程图，
图12为具体实施方式六所述三相两级集成九绕组电机充电系统的充电转矩曲线图，
图13为具体实施方式六中九绕组电机内部的电流曲线图，
图14为具体实施方式六中三相两级集成九绕组电机充电系统的网侧相电流和网侧相电压曲线图，
图15为具体实施方式六中三相两级集成九绕组电机充电系统的电池充电电压和电池充电电流曲线图，
图16为具体实施方式六中三相两级集成九绕组电机充电系统的电池充电功率曲线图，
图17为分三段式九绕组电机模型图，
图18为分三段式九绕组电机的接线图。
具体实施方式
当电动车工作于充电模式时，利用切换开关，改变九绕组的连接方式，将驱动拓扑变换为两级充电拓扑。两级充电拓扑中，将部分绕组复用为充电模式下的网侧等效滤波电感，此时前级的AC/DC变换器利用驱动逆变器九个桥臂中的六个桥臂进行组建，并将剩余的绕组和逆变桥组成后级双向DC/DC变换器，包括DC/DC变换器所需的功率模块以及直流储能电感。整个系统无需额外构成后级变换器的任何元器件。按照前级等效充电拓扑和后级等效双向DC/DC变换器拓扑两部分，对无额外电感的两级集成充电系统进行表达。由于前级的构成方案有3种，按照逆变器桥臂数量进行划分，后级的构成方案有两种，按照是否采用三相交错并联结构划分，因此总共有6种组合方案。具体如下：
具体实施方式一：参照图1、4、6和9具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥1、第二三相半桥2、电容Cdc、三相开关S1、三相开关S2、三相开关S3、三相开关S7、两相开关S4、两相开关S5、两相开关S6、电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥1、第二三相半桥2和电容Cdc并联，第一三相半桥1中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S7一侧的第一连接端和三相开关S3一侧的第一连接端，第一三相半桥1中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S3一侧的第二连接端，第一三相半桥1中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S7一侧的第三连接端和三相开关S3一侧的第三连接端，第二三相半桥2中a相半桥模块的中点a2连接电感La2的一端，第二三相半桥2中b相半桥模块的中点b2连接电感Lb2的一端，第二三相半桥2中c相半桥模块的中点c2连接电感Lc2的一端，第一三相半桥1中b相半桥模块的中点b1、第二三相半桥2中a相半桥模块的中点a2和第二三相半桥2中c相半桥模块的中点c2分别为三相电的输入端，三相开关S7另一侧的第一连接端和三相开关S3另一侧的第一连接端同时连接电感La1的一端，三相开关S7另一侧的第二连接端和三相开关S3另一侧的第二连接端同时连接电感Lb1的一端，三相开关S7另一侧的第三连接端和三相开关S3另一侧的第三连接端同时连接电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs1的另一端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和两相开关S4一侧的第一连接端，电阻Rs2的另一端分别连接三相开关S2一侧的第一连接端和两相开关S4一侧的第二连接端，电阻Rs3的另一端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和两相开关S5一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接三相开关S2一侧的第二连接端和两相开关S5一侧的第二连接端，电阻Rs5的另一端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和两相开关S6一侧的第一连接端，电阻Rs6的另一端分别连接三相开关S2一侧的第三连接端和两相开关S6一侧的第二连接端，三相开关S1另一侧的三个连接端、三相开关S2另一侧的三个连接端、两相开关S4另一侧的两个连接端、两相开关S5另一侧的两个连接端和两相开关S6另一侧的两个连接端均短接；
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥3、单相开关Sn、单相开关Sm、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，第三三相半桥3与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥3中a相半桥模块的中点a3连接电感La3的一端，第三三相半桥3中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥3中c相半桥模块的中点c3连接电感Lc3的一端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端、电阻Rs8的另一端和电阻Rs9的另一端共同连接，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs7～Rs9的共同连接端之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端；
当三相开关S1～S3和单相开关Sn闭合且两相开关S4～S6、三相开关S7和单相开关Sm断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S3和单相开关Sn断开且两相开关S4～S6、三相开关S7和单相开关Sm闭合时，系统为充电模式。
具体实施方式二：参照图2、4、7和9具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥1、第二三相半桥2、电容Cdc、三相开关S1～S6、两相开关S7～S9，电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，第一三相半桥1、第二三相半桥2和电容Cdc并联，第一三相半桥1中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S4一侧的第一连接端、三相开关S5一侧的第一连接端和三相开关S6一侧的第一连接端，第一三相半桥1中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S4一侧的第二连接端、三相开关S5一侧的第二连接端和三相开关S6一侧的第二连接端，第一三相半桥1中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S4一侧的第三连接端、三相开关S5一侧的第三连接端和三相开关S6一侧的第三连接端，第二三相半桥2中a相半桥模块的中点a2、第二三相半桥2中b相半桥模块的中点b2和第二三相半桥2中c相半桥模块的中点c2分别连接三相开关S3一侧的三个连接端，三相开关S3另一侧的第一连接端分别连接三相开关S5另一侧的第一连接端和电感La2的一端，三相开关S3另一侧的第二连接端分别连接三相开关S5另一侧的第二连接端和电感Lb2的一端，三相开关S3另一侧的第三连接端分别连接三相开关S5另一侧的第三连接端和电感Lc2的一端，三相开关S6另一侧的第一连接端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和电阻Rs1的一端，三相开关S6另一侧的第二连接端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和电阻Rs3的一端，三相开关S6另一侧的第三连接端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和电阻Rs5的一端，三相开关S4另一侧的第一连接端分别连接两相开关S7一侧的第一连接端和电感La1的一端，三相开关S4另一侧的第二连接端分别连接两相开关S8一侧的第一连接端和电感Lb1的一端，三相开关S4另一侧的第三连接端分别连接两相开关S9一侧的第一连接端和电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的另一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的另一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的另一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs2的另一端分别连接两相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接两相开关S8一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第二连接端，电阻Rs6的另一端分别连接两相开关S9一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第三连接端，三相开关S1和S2另一侧的三个连接端均短接，两相开关S7、S8和S9另一侧的两个连接端分别作为三相电的输入端；
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥3、单相开关Sn、单相开关Sm、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，第三三相半桥3与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥3中a相半桥模块的中点a3连接电感La3的一端，第三三相半桥3中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥3中c相半桥模块的中点c3连接电感Lc3的一端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端、电阻Rs8的另一端和电阻Rs9的另一端共同连接，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs7～Rs9的共同连接端之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端；
当三相开关S1～S4和单相开关Sn闭合且三相开关S5、三相开关S6、两相开关S7～S9和单相开关Sm断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S4和单相开关Sn断开且三相开关S5、三相开关S6、两相开关S7～S9和单相开关Sm闭合时，系统为充电模式。
具体实施方式三：参照图3、4、8和9具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥1、第二三相半桥2、电容Cdc、三相开关S1～S4、两相开关S5～S7、电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，第一三相半桥1、第二三相半桥2和电容Cdc并联，第一三相半桥1中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S3一侧的第一连接端和三相开关S4一侧的第一连接端，第一三相半桥1中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S3一侧的第二连接端和三相开关S4一侧的第二连接端，第一三相半桥1中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S3一侧的第三连接端和三相开关S4一侧的第三连接端，第二三相半桥2中a相半桥模块的中点a2连接电感La2的一端，第二三相半桥2中b相半桥模块的中点b2连接电感Lb2的一端，第二三相半桥2中c相半桥模块的中点c2连接电感Lc2的一端，三相开关S4另一侧的第一连接端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和电阻Rs1的一端，三相开关S4另一侧的第二连接端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和电阻Rs3的一端，三相开关S4另一侧的第三连接端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和电阻Rs5的一端，三相开关S3另一侧的第一连接端分别连接两相开关S5一侧的第一连接端和电感La1的一端，三相开关S3另一侧的第二连接端分别连接两相开关S6一侧的第一连接端和电感Lb1的一端，三相开关S3另一侧的第三连接端分别连接两相开关S7一侧的第一连接端和电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的另一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的另一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的另一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs2的另一端分别连接两相开关S5一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接两相开关S6一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第二连接端，电阻Rs6的另一端分别连接两相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第三连接端，三相开关S1和S2另一侧的三个连接端均短接，两相开关S5、S6和S7另一侧的两个连接端分别作为三相电的输入端，
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥3、单相开关Sn、单相开关Sm、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，第三三相半桥3与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥3中a相半桥模块的中点a3连接电感La3的一端，第三三相半桥3中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥3中c相半桥模块的中点c3连接电感Lc3的一端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端、电阻Rs8的另一端和电阻Rs9的另一端共同连接，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs7～Rs9的共同连接端之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端；
当三相开关S1～S3和单相开关Sn闭合且三相开关S4、两相开关S5～S7和单相开关Sm断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S3和单相开关Sn断开且三相开关S4、两相开关S5～S7和单相开关Sm闭合时，系统为充电模式。
具体实施方式四：参照图1、5、6和10具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥1、第二三相半桥2、电容Cdc、三相开关S1、三相开关S2、三相开关S3、三相开关S7、两相开关S4、两相开关S5、两相开关S6、电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，第一三相半桥1、第二三相半桥2和电容Cdc并联，第一三相半桥1中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S7一侧的第一连接端和三相开关S3一侧的第一连接端，第一三相半桥1中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S3一侧的第二连接端，第一三相半桥1中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S7一侧的第三连接端和三相开关S3一侧的第三连接端，第二三相半桥2中a相半桥模块的中点a2连接电感La2的一端，第二三相半桥2中b相半桥模块的中点b2连接电感Lb2的一端，第二三相半桥2中c相半桥模块的中点c2连接电感Lc2的一端，第一三相半桥1中b相半桥模块的中点b1、第二三相半桥2中a相半桥模块的中点a2和第二三相半桥2中c相半桥模块的中点c2分别为三相电的输入端，三相开关S7另一侧的第一连接端和三相开关S3另一侧的第一连接端同时连接电感La1的一端，三相开关S7另一侧的第二连接端和三相开关S3另一侧的第二连接端同时连接电感Lb1的一端，三相开关S7另一侧的第三连接端和三相开关S3另一侧的第三连接端同时连接电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs1的另一端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和两相开关S4一侧的第一连接端，电阻Rs2的另一端分别连接三相开关S2一侧的第一连接端和两相开关S4一侧的第二连接端，电阻Rs3的另一端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和两相开关S5一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接三相开关S2一侧的第二连接端和两相开关S5一侧的第二连接端，电阻Rs5的另一端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和两相开关S6一侧的第一连接端，电阻Rs6的另一端分别连接三相开关S2一侧的第三连接端和两相开关S6一侧的第二连接端，三相开关S1另一侧的三个连接端、三相开关S2另一侧的三个连接端、两相开关S4另一侧的两个连接端、两相开关S5另一侧的两个连接端和两相开关S6另一侧的两个连接端均短接；
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥3、单相开关Sn、单相开关Sm、三相开关Sp、两相开关Sq、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，第三三相半桥3与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥3中a相半桥模块的中点a3分别连接电感La3的一端和两相开关Sq一侧的第一连接端，第三三相半桥3中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥3中c相半桥模块的中点c3分别连接电感Lc3的一端和两相开关Sq另一侧的第一连接端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第一连接端和两相开关Sq一侧的第二连接端，电阻Rs8的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第二连接端和两相开关Sq另一侧的第二连接端，电阻Rs9的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第三连接端和单相开关Sm的一端，三相开关Sp另一侧的三个连接端和单相开关Sm的另一端相连并共同作为变换器直流充电端的正极，三个半桥模块的集电极端子共同连接变换器直流充电端的正极，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs9之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端；
当三相开关S1～S3、单相开关Sn和三相开关Sp均闭合，且两相开关S4～S6、两相开关Sq、三相开关S7和单相开关Sm均断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S3、单相开关Sn和三相开关Sp均断开，且两相开关S4～S6、两相开关Sq、三相开关S7和单相开关Sm均闭合时，系统为充电模式。
具体实施方式五：参照图2、5、7和10具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥1、第二三相半桥2、电容Cdc、三相开关S1～S6、两相开关S7～S9，电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，第一三相半桥1、第二三相半桥2和电容Cdc并联，第一三相半桥1中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S4一侧的第一连接端、三相开关S5一侧的第一连接端和三相开关S6一侧的第一连接端，第一三相半桥1中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S4一侧的第二连接端和三相开关S6一侧的第二连接端，第一三相半桥1中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S4一侧的第三连接端、三相开关S5一侧的第三连接端和三相开关S6一侧的第三连接端，三相开关S5一侧的第二连接端空置，第二三相半桥2中a相半桥模块的中点a2、第二三相半桥2中b相半桥模块的中点b2和第二三相半桥2中c相半桥模块的中点c2分别连接三相开关S3一侧的三个连接端，三相开关S3另一侧的第一连接端分别连接三相开关S5另一侧的第一连接端和电感La2的一端，三相开关S3另一侧的第二连接端分别连接三相开关S5另一侧的第二连接端和电感Lb2的一端，三相开关S3另一侧的第三连接端分别连接三相开关S5另一侧的第三连接端和电感Lc2的一端，三相开关S6另一侧的第一连接端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和电阻Rs1的一端，三相开关S6另一侧的第二连接端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和电阻Rs3的一端，三相开关S6另一侧的第三连接端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和电阻Rs5的一端，三相开关S4另一侧的第一连接端分别连接两相开关S7一侧的第一连接端和电感La1的一端，三相开关S4另一侧的第二连接端分别连接两相开关S8一侧的第一连接端和电感Lb1的一端，三相开关S4另一侧的第三连接端分别连接两相开关S9一侧的第一连接端和电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的另一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的另一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的另一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs2的另一端分别连接两相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接两相开关S8一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第二连接端，电阻Rs6的另一端分别连接两相开关S9一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第三连接端，三相开关S1和S2另一侧的三个连接端均短接，两相开关S7、S8和S9另一侧的两个连接端分别作为三相电的输入端；
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥3、单相开关Sn、单相开关Sm、三相开关Sp、两相开关Sq、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，第三三相半桥3与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥3中a相半桥模块的中点a3分别连接电感La3的一端和两相开关Sq一侧的第一连接端，第三三相半桥3中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥3中c相半桥模块的中点c3分别连接电感Lc3的一端和两相开关Sq另一侧的第一连接端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第一连接端和两相开关Sq一侧的第二连接端，电阻Rs8的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第二连接端和两相开关Sq另一侧的第二连接端，电阻Rs9的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第三连接端和单相开关Sm的一端，三相开关Sp另一侧的三个连接端和单相开关Sm的另一端相连并共同作为变换器直流充电端的正极，三个半桥模块的集电极端子共同连接变换器直流充电端的正极，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs9之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S4、单相开关Sn和三相开关Sp均闭合，且三相开关S5、三相开关S6、两相开关S7～S9、两相开关Sq和单相开关Sm均断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S4、单相开关Sn和三相开关Sp均断开，且三相开关S5、三相开关S6、两相开关S7～S9、两相开关Sq和单相开关Sm均闭合时，系统为充电模式。
具体实施方式六：参照图3、5、8和10具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥1、第二三相半桥2、电容Cdc、三相开关S1～S4、两相开关S5～S7、电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，第一三相半桥1、第二三相半桥2和电容Cdc并联，第一三相半桥1中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S3一侧的第一连接端和三相开关S4一侧的第一连接端，第一三相半桥1中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S3一侧的第二连接端和三相开关S4一侧的第二连接端，第一三相半桥1中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S3一侧的第三连接端和三相开关S4一侧的第三连接端，第二三相半桥2中a相半桥模块的中点a2连接电感La2的一端，第二三相半桥2中b相半桥模块的中点b2连接电感Lb2的一端，第二三相半桥2中c相半桥模块的中点c2连接电感Lc2的一端，三相开关S4另一侧的第一连接端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和电阻Rs1的一端，三相开关S4另一侧的第二连接端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和电阻Rs3的一端，三相开关S4另一侧的第三连接端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和电阻Rs5的一端，三相开关S3另一侧的第一连接端分别连接两相开关S5一侧的第一连接端和电感La1的一端，三相开关S3另一侧的第二连接端分别连接两相开关S6一侧的第一连接端和电感Lb1的一端，三相开关S3另一侧的第三连接端分别连接两相开关S7一侧的第一连接端和电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的另一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的另一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的另一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs2的另一端分别连接两相开关S5一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接两相开关S6一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第二连接端，电阻Rs6的另一端分别连接两相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第三连接端，三相开关S1和S2另一侧的三个连接端均短接，两相开关S5、S6和S7另一侧的两个连接端分别作为三相电的输入端，
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥3、单相开关Sn、单相开关Sm、三相开关Sp、两相开关Sq、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，第三三相半桥3与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥3中a相半桥模块的中点a3分别连接电感La3的一端和两相开关Sq一侧的第一连接端，第三三相半桥3中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥3中c相半桥模块的中点c3分别连接电感Lc3的一端和两相开关Sq另一侧的第一连接端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第一连接端和两相开关Sq一侧的第二连接端，电阻Rs8的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第二连接端和两相开关Sq另一侧的第二连接端，电阻Rs9的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第三连接端和单相开关Sm的一端，三相开关Sp另一侧的三个连接端和单相开关Sm的另一端相连并共同作为变换器直流充电端的正极，三个半桥模块的集电极端子共同连接变换器直流充电端的正极，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs9之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端；
当三相开关S1～S3、三相开关Sp和单相开关Sn均闭合，且三相开关S4、两相开关S5～S7、两相开关Sq和单相开关Sm断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S3、三相开关Sp和单相开关Sn均断开，且三相开关S4、两相开关S5～S7、两相开关Sq和单相开关Sm均闭合时，系统为充电模式。
上述六个实施方式中，每个三相半桥均包括三个半桥模块，每个半桥模块均包括两个开关管，一个开关管的发射极连接另一个开关管的集电极，每个开关管的集电极和发射极之间均并联有一个二极管。电阻Rs7～Rs9分别为九绕组等效的串联电阻。每个实施方式均是车载充电系统，在实际应用时，变换器直流充电端分别连接车载电池的正负极。各实施方式级联方式为将前级AC/DC变换器的端子1和2与后级DC/DC变换器的端子1和2进行对应连接，即可完成各两级等效拓扑构建。上述六个实施方式所提出的6种基于九绕组电机的两级集成充电重构方案，均需要切换开关将原驱动模式下的逆变拓扑重新配置为充电拓扑。
参照图11，驱动模式转为充电模式的操作流程如下：
在给车载电池充电前，首先利用DSP控制器内部算法检测转子位置。然后利用定位算法将转子定位到指定的位置上。之后利用切换开关将逆变拓扑重构为两级充电拓扑。最后，插入三相充电枪实现充电功能。
下面给出六种具体实施方式三相两级集成九绕组电机充电系统的前级电机绕组的复用电感数值与等效相滤波电感参数。经过推导，该两级系统的绕组滤波电感和网侧等效滤波电感如下式(1)和(2)所示。其中L、Lσs和LΔ分别是九绕组内置式永磁同步电机的绕组零序电感、漏感以及磁化电感。在该复用拓扑的电感的推导过程中，默认在充电前已经将转子定位到指定位置，以确保充电时的转矩脉动最小化。
电感La1和电感La2等效成网侧a相的等效滤波电感的感值为La；
电感Lb1和电感Lb2等效成网侧b相的等效滤波电感的感值为Lb；
电感Lc1和电感Lc2等效成网侧c相的等效滤波电感的感值为Lc；
公式(1)是前级AC/DC变换器复用电机绕组为串联结构的各绕组等效滤波电感数值，公式(2)是前级为绕组串联结构下的网侧三相等效滤波电感数值；公式(3)是两种前级AC/DC变换器复用电机绕组为并联结构的各绕组等效滤波电感数值，公式(4)是两种前级为绕组并联结构下的网侧三相等效滤波电感数值。
Figure BDA0003439263410000211
Figure BDA0003439263410000221
Figure BDA0003439263410000222
Figure BDA0003439263410000223
后级DC/DC变换器的直流储能电感，经过推导，各绕组的复用电感为绕组的漏感。因此，如果是基于三相交错并联的结构，则直流储能电感的等效感量为
Figure BDA0003439263410000224
如果是基于绕组串联结构，则直流储能电感的等效感量为3Lσs。x表示电感分量的序号。
在给出20kW下具体实施方式六的相关仿真波形，以验证这种两级集成充电拓扑的有效性。能够看到，在两级复用模式下的电机平均转矩为零，瞬时转矩脉动峰峰值占比平均转矩很小，因此充电模式下电机不会发生任何转动。此外，从网侧电流和绕组电流波形可知，两级充电系统能够保证系统完成正常充电功能；从后级电池充电相关仿真波形可知，后级DC/DC变换器工作正常。因此所设计的两级集成充电系统能够完成既定的充电工作，且不会导致充电转矩产生，能够提升系统的功率密度。如图12至18所示。
本发明原理如下：
在实际应用时，由于本发明的集成充电方案用到了电机，所以要确保充电时电机不能旋转。本发明利用同槽脉振磁动势抵消法实现对转矩的抑制，其基本思想为每相绕组电感流过电流后，各自子绕组电感所产生的磁动势能够相互抵消，从而使得电机合成磁动势为零，达到消除转矩的目的。从电感内流过的电流幅值来看，流过电感La1和电感La2的电流幅值相同，从方向上来看流过电感La1和La2的电流方向是相反的，又由于电感La1和La2处于同一个槽中，因此，它们产生的磁动势能够在空间中相抵消，电感Lb1和Lb2所在的b相以及电感Lc1和Lc2所在c相同理。而电感La3、Lb3和Lc3流过的是直流量。因此，电机内部的合成磁动势为零，没有转矩产生。同理于其余连接方式的转矩消除原理。

Claims (9)

1.基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，其特征在于，包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥(1)、第二三相半桥(2)、电容Cdc、三相开关S1、三相开关S2、三相开关S3、三相开关S7、两相开关S4、两相开关S5、两相开关S6、电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥(1)、第二三相半桥(2)和电容Cdc并联，
第一三相半桥(1)中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S7一侧的第一连接端和三相开关S3一侧的第一连接端，第一三相半桥(1)中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S3一侧的第二连接端，第一三相半桥(1)中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S7一侧的第三连接端和三相开关S3一侧的第三连接端，第二三相半桥(2)中a相半桥模块的中点a2连接电感La2的一端，第二三相半桥(2)中b相半桥模块的中点b2连接电感Lb2的一端，第二三相半桥(2)中c相半桥模块的中点c2连接电感Lc2的一端，
第一三相半桥(1)中b相半桥模块的中点b1、第二三相半桥(2)中a相半桥模块的中点a2和第二三相半桥(2)中c相半桥模块的中点c2分别为三相电的输入端，
三相开关S7另一侧的第一连接端和三相开关S3另一侧的第一连接端同时连接电感La1的一端，三相开关S7另一侧的第二连接端和三相开关S3另一侧的第二连接端同时连接电感Lb1的一端，三相开关S7另一侧的第三连接端和三相开关S3另一侧的第三连接端同时连接电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，
电阻Rs1的另一端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和两相开关S4一侧的第一连接端，电阻Rs2的另一端分别连接三相开关S2一侧的第一连接端和两相开关S4一侧的第二连接端，电阻Rs3的另一端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和两相开关S5一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接三相开关S2一侧的第二连接端和两相开关S5一侧的第二连接端，电阻Rs5的另一端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和两相开关S6一侧的第一连接端，电阻Rs6的另一端分别连接三相开关S2一侧的第三连接端和两相开关S6一侧的第二连接端，
三相开关S1另一侧的三个连接端、三相开关S2另一侧的三个连接端、两相开关S4另一侧的两个连接端、两相开关S5另一侧的两个连接端和两相开关S6另一侧的两个连接端均短接；
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥(3)、单相开关Sn、单相开关Sm、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，
第三三相半桥(3)与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，
第三三相半桥(3)中a相半桥模块的中点a3连接电感La3的一端，第三三相半桥(3)中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥(3)中c相半桥模块的中点c3连接电感Lc3的一端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端、电阻Rs8的另一端和电阻Rs9的另一端共同连接，
单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs7～Rs9的共同连接端之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S3和单相开关Sn闭合且两相开关S4～S6、三相开关S7和单相开关Sm断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S3和单相开关Sn断开且两相开关S4～S6、三相开关S7和单相开关Sm闭合时，系统为充电模式。
2.基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，其特征在于，包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥(1)、第二三相半桥(2)、电容Cdc、三相开关S1～S6、两相开关S7～S9，电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥(1)、第二三相半桥(2)和电容Cdc并联，
第一三相半桥(1)中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S4一侧的第一连接端、三相开关S5一侧的第一连接端和三相开关S6一侧的第一连接端，第一三相半桥(1)中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S4一侧的第二连接端、三相开关S5一侧的第二连接端和三相开关S6一侧的第二连接端，第一三相半桥(1)中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S4一侧的第三连接端、三相开关S5一侧的第三连接端和三相开关S6一侧的第三连接端，第二三相半桥(2)中a相半桥模块的中点a2、第二三相半桥(2)中b相半桥模块的中点b2和第二三相半桥(2)中c相半桥模块的中点c2分别连接三相开关S3一侧的三个连接端，
三相开关S3另一侧的第一连接端分别连接三相开关S5另一侧的第一连接端和电感La2的一端，三相开关S3另一侧的第二连接端分别连接三相开关S5另一侧的第二连接端和电感Lb2的一端，三相开关S3另一侧的第三连接端分别连接三相开关S5另一侧的第三连接端和电感Lc2的一端，三相开关S6另一侧的第一连接端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和电阻Rs1的一端，三相开关S6另一侧的第二连接端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和电阻Rs3的一端，三相开关S6另一侧的第三连接端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和电阻Rs5的一端，三相开关S4另一侧的第一连接端分别连接两相开关S7一侧的第一连接端和电感La1的一端，三相开关S4另一侧的第二连接端分别连接两相开关S8一侧的第一连接端和电感Lb1的一端，三相开关S4另一侧的第三连接端分别连接两相开关S9一侧的第一连接端和电感Lc1的一端，
电感La1的另一端连接电阻Rs1的另一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的另一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的另一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs2的另一端分别连接两相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接两相开关S8一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第二连接端，电阻Rs6的另一端分别连接两相开关S9一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第三连接端，
三相开关S1和S2另一侧的三个连接端均短接，两相开关S7、S8和S9另一侧的两个连接端分别作为三相电的输入端，
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥(3)、单相开关Sn、单相开关Sm、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，
第三三相半桥(3)与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，
第三三相半桥(3)中a相半桥模块的中点a3连接电感La3的一端，第三三相半桥(3)中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥(3)中c相半桥模块的中点c3连接电感Lc3的一端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端、电阻Rs8的另一端和电阻Rs9的另一端共同连接，
单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs7～Rs9的共同连接端之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S4和单相开关Sn闭合且三相开关S5、三相开关S6、两相开关S7～S9和单相开关Sm断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S4和单相开关Sn断开且三相开关S5、三相开关S6、两相开关S7～S9和单相开关Sm闭合时，系统为充电模式。
3.基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，其特征在于，包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥(1)、第二三相半桥(2)、电容Cdc、三相开关S1～S4、两相开关S5～S7、电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥(1)、第二三相半桥(2)和电容Cdc并联，
第一三相半桥(1)中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S3一侧的第一连接端和三相开关S4一侧的第一连接端，第一三相半桥(1)中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S3一侧的第二连接端和三相开关S4一侧的第二连接端，第一三相半桥(1)中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S3一侧的第三连接端和三相开关S4一侧的第三连接端，第二三相半桥(2)中a相半桥模块的中点a2连接电感La2的一端，第二三相半桥(2)中b相半桥模块的中点b2连接电感Lb2的一端，第二三相半桥(2)中c相半桥模块的中点c2连接电感Lc2的一端，三相开关S4另一侧的第一连接端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和电阻Rs1的一端，三相开关S4另一侧的第二连接端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和电阻Rs3的一端，三相开关S4另一侧的第三连接端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和电阻Rs5的一端，三相开关S3另一侧的第一连接端分别连接两相开关S5一侧的第一连接端和电感La1的一端，三相开关S3另一侧的第二连接端分别连接两相开关S6一侧的第一连接端和电感Lb1的一端，三相开关S3另一侧的第三连接端分别连接两相开关S7一侧的第一连接端和电感Lc1的一端，
电感La1的另一端连接电阻Rs1的另一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的另一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的另一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs2的另一端分别连接两相开关S5一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接两相开关S6一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第二连接端，电阻Rs6的另一端分别连接两相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第三连接端，
三相开关S1和S2另一侧的三个连接端均短接，两相开关S5、S6和S7另一侧的两个连接端分别作为三相电的输入端，
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥(3)、单相开关Sn、单相开关Sm、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，
第三三相半桥(3)与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，
第三三相半桥(3)中a相半桥模块的中点a3连接电感La3的一端，第三三相半桥(3)中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥(3)中c相半桥模块的中点c3连接电感Lc3的一端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端、电阻Rs8的另一端和电阻Rs9的另一端共同连接，
单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs7～Rs9的共同连接端之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S3和单相开关Sn闭合且三相开关S4、两相开关S5～S7和单相开关Sm断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S3和单相开关Sn断开且三相开关S4、两相开关S5～S7和单相开关Sm闭合时，系统为充电模式。
4.基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，其特征在于，包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥(1)、第二三相半桥(2)、电容Cdc、三相开关S1、三相开关S2、三相开关S3、三相开关S7、两相开关S4、两相开关S5、两相开关S6、电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥(1)、第二三相半桥(2)和电容Cdc并联，
第一三相半桥(1)中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S7一侧的第一连接端和三相开关S3一侧的第一连接端，第一三相半桥(1)中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S3一侧的第二连接端，第一三相半桥(1)中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S7一侧的第三连接端和三相开关S3一侧的第三连接端，第二三相半桥(2)中a相半桥模块的中点a2连接电感La2的一端，第二三相半桥(2)中b相半桥模块的中点b2连接电感Lb2的一端，第二三相半桥(2)中c相半桥模块的中点c2连接电感Lc2的一端，
第一三相半桥(1)中b相半桥模块的中点b1、第二三相半桥(2)中a相半桥模块的中点a2和第二三相半桥(2)中c相半桥模块的中点c2分别为三相电的输入端，
三相开关S7另一侧的第一连接端和三相开关S3另一侧的第一连接端同时连接电感La1的一端，三相开关S7另一侧的第二连接端和三相开关S3另一侧的第二连接端同时连接电感Lb1的一端，三相开关S7另一侧的第三连接端和三相开关S3另一侧的第三连接端同时连接电感Lc1的一端，电感La1的另一端连接电阻Rs1的一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，
电阻Rs1的另一端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和两相开关S4一侧的第一连接端，电阻Rs2的另一端分别连接三相开关S2一侧的第一连接端和两相开关S4一侧的第二连接端，电阻Rs3的另一端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和两相开关S5一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接三相开关S2一侧的第二连接端和两相开关S5一侧的第二连接端，电阻Rs5的另一端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和两相开关S6一侧的第一连接端，电阻Rs6的另一端分别连接三相开关S2一侧的第三连接端和两相开关S6一侧的第二连接端，
三相开关S1另一侧的三个连接端、三相开关S2另一侧的三个连接端、两相开关S4另一侧的两个连接端、两相开关S5另一侧的两个连接端和两相开关S6另一侧的两个连接端均短接；
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥(3)、单相开关Sn、单相开关Sm、三相开关Sp、两相开关Sq、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，
第三三相半桥(3)与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥(3)中a相半桥模块的中点a3分别连接电感La3的一端和两相开关Sq一侧的第一连接端，第三三相半桥(3)中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥(3)中c相半桥模块的中点c3分别连接电感Lc3的一端和两相开关Sq另一侧的第一连接端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第一连接端和两相开关Sq一侧的第二连接端，电阻Rs8的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第二连接端和两相开关Sq另一侧的第二连接端，电阻Rs9的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第三连接端和单相开关Sm的一端，
三相开关Sp另一侧的三个连接端和单相开关Sm的另一端相连并共同作为变换器直流充电端的正极，三个半桥模块的集电极端子共同连接变换器直流充电端的正极，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs9之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S3、单相开关Sn和三相开关Sp均闭合，且两相开关S4～S6、两相开关Sq、三相开关S7和单相开关Sm均断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S3、单相开关Sn和三相开关Sp均断开，且两相开关S4～S6、两相开关Sq、三相开关S7和单相开关Sm均闭合时，系统为充电模式。
5.基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，其特征在于，包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥(1)、第二三相半桥(2)、电容Cdc、三相开关S1～S6、两相开关S7～S9，电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥(1)、第二三相半桥(2)和电容Cdc并联，
第一三相半桥(1)中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S4一侧的第一连接端、三相开关S5一侧的第一连接端和三相开关S6一侧的第一连接端，第一三相半桥(1)中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S4一侧的第二连接端和三相开关S6一侧的第二连接端，第一三相半桥(1)中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S4一侧的第三连接端、三相开关S5一侧的第三连接端和三相开关S6一侧的第三连接端，三相开关S5一侧的第二连接端空置，第二三相半桥(2)中a相半桥模块的中点a2、第二三相半桥(2)中b相半桥模块的中点b2和第二三相半桥(2)中c相半桥模块的中点c2分别连接三相开关S3一侧的三个连接端，
三相开关S3另一侧的第一连接端分别连接三相开关S5另一侧的第一连接端和电感La2的一端，三相开关S3另一侧的第二连接端分别连接三相开关S5另一侧的第二连接端和电感Lb2的一端，三相开关S3另一侧的第三连接端分别连接三相开关S5另一侧的第三连接端和电感Lc2的一端，三相开关S6另一侧的第一连接端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和电阻Rs1的一端，三相开关S6另一侧的第二连接端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和电阻Rs3的一端，三相开关S6另一侧的第三连接端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和电阻Rs5的一端，三相开关S4另一侧的第一连接端分别连接两相开关S7一侧的第一连接端和电感La1的一端，三相开关S4另一侧的第二连接端分别连接两相开关S8一侧的第一连接端和电感Lb1的一端，三相开关S4另一侧的第三连接端分别连接两相开关S9一侧的第一连接端和电感Lc1的一端，
电感La1的另一端连接电阻Rs1的另一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的另一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的另一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs2的另一端分别连接两相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接两相开关S8一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第二连接端，电阻Rs6的另一端分别连接两相开关S9一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第三连接端，
三相开关S1和S2另一侧的三个连接端均短接，两相开关S7、S8和S9另一侧的两个连接端分别作为三相电的输入端，
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥(3)、单相开关Sn、单相开关Sm、三相开关Sp、两相开关Sq、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，
第三三相半桥(3)与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥(3)中a相半桥模块的中点a3分别连接电感La3的一端和两相开关Sq一侧的第一连接端，第三三相半桥(3)中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥(3)中c相半桥模块的中点c3分别连接电感Lc3的一端和两相开关Sq另一侧的第一连接端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第一连接端和两相开关Sq一侧的第二连接端，电阻Rs8的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第二连接端和两相开关Sq另一侧的第二连接端，电阻Rs9的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第三连接端和单相开关Sm的一端，
三相开关Sp另一侧的三个连接端和单相开关Sm的另一端相连并共同作为变换器直流充电端的正极，三个半桥模块的集电极端子共同连接变换器直流充电端的正极，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs9之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S4、单相开关Sn和三相开关Sp均闭合，且三相开关S5、三相开关S6、两相开关S7～S9、两相开关Sq和单相开关Sm均断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S4、单相开关Sn和三相开关Sp均断开，且三相开关S5、三相开关S6、两相开关S7～S9、两相开关Sq和单相开关Sm均闭合时，系统为充电模式。
6.基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，其特征在于，包括前级AC/DC变换器和后级DC/DC变换器，
前级AC/DC变换器包括：第一三相半桥(1)、第二三相半桥(2)、电容Cdc、三相开关S1～S4、两相开关S5～S7、电感La1、电感La2、电感Lb1、电感Lb2、电感Lc1、电感Lc2和电阻Rs1～Rs6，
第一三相半桥(1)、第二三相半桥(2)和电容Cdc并联，
第一三相半桥(1)中a相半桥模块的中点a1分别连接三相开关S3一侧的第一连接端和三相开关S4一侧的第一连接端，第一三相半桥(1)中b相半桥模块的中点b1分别连接三相开关S3一侧的第二连接端和三相开关S4一侧的第二连接端，第一三相半桥(1)中c相半桥模块的中点c1分别连接三相开关S3一侧的第三连接端和三相开关S4一侧的第三连接端，第二三相半桥(2)中a相半桥模块的中点a2连接电感La2的一端，第二三相半桥(2)中b相半桥模块的中点b2连接电感Lb2的一端，第二三相半桥(2)中c相半桥模块的中点c2连接电感Lc2的一端，三相开关S4另一侧的第一连接端分别连接三相开关S1一侧的第一连接端和电阻Rs1的一端，三相开关S4另一侧的第二连接端分别连接三相开关S1一侧的第二连接端和电阻Rs3的一端，三相开关S4另一侧的第三连接端分别连接三相开关S1一侧的第三连接端和电阻Rs5的一端，三相开关S3另一侧的第一连接端分别连接两相开关S5一侧的第一连接端和电感La1的一端，三相开关S3另一侧的第二连接端分别连接两相开关S6一侧的第一连接端和电感Lb1的一端，三相开关S3另一侧的第三连接端分别连接两相开关S7一侧的第一连接端和电感Lc1的一端，
电感La1的另一端连接电阻Rs1的另一端，电感La2的另一端连接电阻Rs2的一端，电感Lb1的另一端连接电阻Rs3的另一端，电感Lb2的另一端连接电阻Rs4的一端，电感Lc1的另一端连接电阻Rs5的另一端，电感Lc2的另一端连接电阻Rs6的一端，电阻Rs2的另一端分别连接两相开关S5一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第一连接端，电阻Rs4的另一端分别连接两相开关S6一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第二连接端，电阻Rs6的另一端分别连接两相开关S7一侧的第二连接端和三相开关S2一侧的第三连接端，
三相开关S1和S2另一侧的三个连接端均短接，两相开关S5、S6和S7另一侧的两个连接端分别作为三相电的输入端，
后级DC/DC变换器包括：第三三相半桥(3)、单相开关Sn、单相开关Sm、三相开关Sp、两相开关Sq、电容C、电感La3、电感Lb3、电感Lc3和电阻Rs7～Rs9，
第三三相半桥(3)与前级AC/DC变换器的电容Cdc并联，第三三相半桥(3)中a相半桥模块的中点a3分别连接电感La3的一端和两相开关Sq一侧的第一连接端，第三三相半桥(3)中b相半桥模块的中点b3连接电感Lb3的一端，第三三相半桥(3)中c相半桥模块的中点c3分别连接电感Lc3的一端和两相开关Sq另一侧的第一连接端，电感La3的另一端连接电阻Rs7的一端，电感Lb3的另一端连接电阻Rs8的一端、电感Lc3的另一端连接电阻Rs9的一端，电阻Rs7的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第一连接端和两相开关Sq一侧的第二连接端，电阻Rs8的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第二连接端和两相开关Sq另一侧的第二连接端，电阻Rs9的另一端分别连接三相开关Sp一侧的第三连接端和单相开关Sm的一端，
三相开关Sp另一侧的三个连接端和单相开关Sm的另一端相连并共同作为变换器直流充电端的正极，三个半桥模块的集电极端子共同连接变换器直流充电端的正极，单相开关Sn串联在三个半桥模块的集电极端子与变换器直流充电端的正极之间，单相开关Sm串联在变换器直流充电端正极与电阻Rs9之间，三个半桥模块的发射极端子作为变换器直流充电端的负极，电容C并联在变换器直流充电端，
当三相开关S1～S3、三相开关Sp和单相开关Sn均闭合，且三相开关S4、两相开关S5～S7、两相开关Sq和单相开关Sm断开时，系统为驱动模式；当三相开关S1～S3、三相开关Sp和单相开关Sn均断开，且三相开关S4、两相开关S5～S7、两相开关Sq和单相开关Sm均闭合时，系统为充电模式。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，其特征在于，每个三相半桥均包括三个半桥模块，每个半桥模块均包括两个开关管，一个开关管的发射极连接另一个开关管的集电极。
8.根据权利要求7所述的基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，其特征在于，每个开关管的集电极和发射极之间均并联有一个二极管。
9.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的基于脉振磁动势抵消的三相两级集成九绕组电机充电系统，其特征在于，电阻Rs7～Rs9分别为九绕组等效的串联电阻。
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CN110838750A (zh) * 2019-11-27 2020-02-25 哈尔滨工业大学 一种基于六相开绕组电机驱动系统的车载集成充电机

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