CN114337455B

CN114337455B - 一种低压电机的驱动拓扑电路

Info

Publication number: CN114337455B
Application number: CN202111673732.3A
Authority: CN
Inventors: 王连可; 付东山; 雷厉; 贾泽宇
Original assignee: Siberian Motor Technology Suzhou Co ltd; China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: Siberian Motor Technology Suzhou Co ltd; China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2023-08-18
Anticipated expiration: 2041-12-31
Also published as: CN114337455A

Abstract

本申请提供一种低压电机的驱动拓扑电路，电路简单，物额外电感，能够快速建立电流，容错能力强，且无电解电容。驱动拓扑电路包括二个桥臂，二个桥臂的两端分别与电源的正负极连接，电源正极与第一开关管相连再与励磁绕组连接，励磁绕组的出线端依次与两个桥臂的正极连接，第一桥臂由第二开关管和第三开关管串联组成，第二桥臂由第四开关管和第五开关管组成，电枢绕组的一端与第二开关管和第三开关管之间的导线连接、另一端与第四开关管和第五开关管之间的导线连接，通过调节第一开关管的占空比来降低电压至电机的额定电压等级，通过控制第一桥臂和第二桥臂的开关管的导通或关断来实现电枢绕组的正向导通及反向导通。

Description

一种低压电机的驱动拓扑电路

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体地，涉及一种低压电机的驱动拓扑电路。

背景技术

开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)具有坚固耐用、调速范围广、启动转矩大等一系列优点，在宽转速与高功率范围内均具有高输出与高效率，非常适合应用于高速运行及恶劣的环境中。两相开关磁阻电机作为整个开关磁阻电机系列的一种，具有很多突出优势，在结构进一步简化的同时，减少了电机与驱动电路间的连线，此外，非对称大气隙结构也提高了电感比值。因此，在不要求同时具备正、反转向的场合中，具有自启动能力的两相开关磁阻电机具有突出优势。两相开关磁阻电机的驱动拓扑电路中，A为电枢绕组，F为励磁绕组，+、-分别表示规定的绕组电流正负方向，该电机能实现正常运行的驱动要求是：在一个电周期内，励磁绕组单向持续导通，电枢绕组双向交替导通。

但是，通常H桥臂中，同一个桥臂上的开关管不能同时导通，为此，需要设置死区时间，避免直通，增加控制难度和降低电机控制的性能，并且，传统SRM功率变换电路中，为了抑制SRM功率变换电路多余的脉动功率，需在母线电压侧并联一个大容量电解电容，在母线电压端并联电解电容可以起到稳定母线电压波动、滤除纹波功率和吸收换相时绕组多余储能的作用。但是电解电容由于其内部电解液蒸发因而具有寿命短的缺点，且受限于电解电容的成本与尺寸导致其对SRM驱动系统可靠性与小型化的发展方向造成严重的阻碍，所以无电解电容的SRM驱动系统成为本研究领域备受关注的一个焦点。

有鉴于此，本申请提供一种拓扑电路，适用于在电源电压高于两相开关磁阻电机额定电压的情况，可以同时导通使桥臂直通、可将电源电压直接加载到各绕组两端，快速建立电流，续流时间短，可靠性高，容错能力强，，并且无电解电容和额外的电感，驱动电路可靠性强、驱动系统体积小。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种低压电机的驱动拓扑电路，适用于在电源电压高于两相开关磁阻电机额定电压的情况，所述驱动拓扑电路采用极简化的电路及元器件降低电压至电机的额定电压等级，可以同时导通使桥臂直通、可将电源电压直接加载到各绕组两端，快速建立电流，续流时间短，可靠性高，容错能力强，，并且无电解电容，驱动电路可靠性强、驱动系统体积小。

一种低压电机的驱动拓扑电路，所述驱动拓扑电路包括二个桥臂，二个桥臂的两端分别与电源的正负极连接，电源正极与第一开关管相连再与励磁绕组连接，励磁绕组的出线端依次与第一桥臂和第二桥臂的正极连接，第一桥臂由第二开关管和第三开关管串联组成，第二桥臂由第四开关管和第五开关管组成，电枢绕组的一端与第二开关管和第三开关管之间的导线连接、另一端与第四开关管和第五开关管之间的导线连接，通过调节第一开关管的占空比来降低电压至电机的额定电压等级，通过控制第一桥臂和第二桥臂的开关管的导通或关断来实现电枢绕组的正向导通及反向导通。

在一些实施方式中，所述励磁绕组的入线端与第一开关管连接、出线端与第一桥臂的正极连接，所述第二开关管的一端与励磁绕组出线端连接，第三开关管的一端与电源负极连接，第四开关管的一端与励磁绕组出线端连接，第五开关管的一端与电源负极连接。

进一步的，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管为三极管。

进一步的，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管为NPN型三极管。

进一步的，所述第一开关管的集电极与电源正极连接、发射极与励磁绕组的入线端连接、基极与调压控制信号输出端连接；第二开关管的集电极与励磁绕组出线端连接、发射极与第三开关管的集电极连接、基极与电枢绕组正向导通控制信号输出端连接，第三开关管的发射极与电源负极连接、基极与电枢绕组反向导通控制信号输出端连接；第四开关管的集电极与励磁绕组出线端连接、发射极与第五开关管的集电极连接、基极与电枢绕组反向导通控制信号输出端连接，第五开关管的发射极与电源负极连接、基极与电枢绕组正向导通控制信号输出端连接；电枢绕组的一端与第二开关管的发射极连接、另一端与第四开关管的发射极连接。

在一些实施方式中，所述励磁绕组与二极管反向并联，二极管的阴极与励磁绕组的入线端连接、阳极与励磁绕组的出线端连接。

进一步的，当第一开关管关断，两相绕组都处于关断续流状态，其中，励磁绕组的电流方向不变，励磁绕组通过与其反向并联的二极管进行续流，续流回路为：励磁绕组出线端、二极管、励磁绕组入线端和励磁绕组，二极管起到续流的作用。

在一些实施方式中，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管及第五开关管设置有内部二极管，电枢绕组通过第二桥臂和第三桥臂的开关管的内部二极管进行续流。

进一步的，所述内部二极管与开关管反向并联，内部二极管的阳极与开关管的发射极连接、阴极与开关管的集电极连接。

进一步的，在电力电子管中，所有的开关管无论IGBT还是MOSFET，其工艺和原理决定了这些管子只能控制单相导通关断，反向是二极管，因此，开关管内部天然内置有反向并联的内部二极管。

在一些实施方式中，所述第一开关管导通，且第二开关管与第五开关管导通、第三开关管与第四开关管关断，电枢绕组正向导通；所述第一开关管导通，且第三开关管与第四开关管导通、第二开关管与第五开关管关断，电枢绕组反向导通；在一个电周期内，励磁绕组持续单向导通，电枢绕组双向交替导通，同时，此时电源向励磁绕组和电枢绕组同时充电。

进一步的，电枢绕组正向导通时，正向电流回路依次为：电源正极、第一开关管、励磁绕组、第二开关管、电枢绕组、第五开关管和电源负极；电枢绕组反向导通时，反向电流回路依次为：电源正极、第一开关管、励磁绕组、第四开关管、电枢绕组、第三开关管和电源负极。当励磁绕组电流大于电枢绕组电流时，励磁绕组部分电流还会处于续流状态，此时电枢绕组两端电压等于电源电压，因此该驱动拓扑电路能够实现两相绕组控制方式上的解耦，便于励磁绕组电压的单独控制与电枢电流的快速建立。

在一些实施方式中，所述第一开关管导通时，电源能够单独向励磁绕组充电，当第二开关管和第三开关管导通、第四开关管和第五开关管关断时，充电回路为：电源正极、励磁绕组、第二开关管、第三开关管和电源负极；当第二开关管和第三开关管关断、第四开关管和第五开关管导通时，充电回路为：电源正极、励磁绕组、第四开关管、第五开关管和电源负极；此时电枢绕组处于关断状态或处于续流状态。

进一步的，通过调节第一开光管的占空比来降低电压至与电枢绕组的额定电压相匹配，电源电压为V_dc、第一开关管的占空比为α、电枢绕组两端电压为U₀，则电源电压与电机绕组电压的关系为：U₀＝αV_dc。

在一些实施方式中，在电枢绕组续流时，分为反压续流与零压续流两种状态。

进一步的，反压续流时，第一开关管导通，若第三开关管与第四开关管导通、第二开关管与第五开关管关断，其反压正向续流回路为：电源负极、第三开关管、电枢绕组、第四开关管、二极管、第一开关管和电源正极,将能量回馈至电源；第一开关管导通，若第二开关管与第五开关管导通、第三开关管与第四开关管关断，其反压反向续流回路为：电源负极、第五开关管、电枢绕组、第二开关管、二极管、第一开关管和电源正极,将能量回馈至电源。

进一步的，零压续流时，第一开关管关断，若第二开关管和第四开关管关断、第三开关管和第五开关管导通(仅上桥臂关断)，电枢绕组通过第三开关管和第五开关管的内部二极管形成零压续流回路，其中，零压正向续流回路依次为：第三开关管的内部二极管、电枢绕组和第五开关管，零压反向续流回路依次为：第五开关管的内部二极管、电枢绕组和第三开关管；同理，第一开关管关断，若第二开关管和第四开关管导通、第三开关管和第五开关管关断(仅下桥臂关断)，电枢绕组通过第二开关管和第四开关管的内部二极管形成零压续流回路。两种不同的续流方式可以实现电枢电流的灵活控制，进而影响电机的输出性能。

在一些实施方式中，在两相电机中，所述励磁绕组和电枢绕组分别由两套绕组组成，同一相中的两套绕组进行串联或并联，电机所有绕组中的电流由各绕组标号为纯数字端流入为正方向，因此，当绕组以端部连接方式缠绕于电机上可以使得电机中规定的正电流方向与拓扑电路中规定的正电流方向一致。

进一步的，通过励磁绕组的电流方向不变，因此通过绕组端部1、1’、2、2’的电流方向是不变的，通过电枢绕组的电流方向在一个电周期内变化两次，电枢绕组正向导通及反向导通的变化，绕组端部3、3’、4、4’中的电流方向同步变化。

本发明第一方面，励磁绕组通电时能够产生磁场给电机旋转提供能量，同时将励磁绕组中磁场能量进行复用，充当与第一开关管配合的电感，快速建立励磁电流的同时，还限制电枢绕组驱动H桥电路的直通电流；本申请将励磁绕组进行复用，合理利用励磁绕组的磁储能和磁共能，励磁绕组在位置不变的同时实现电感功能，实现限流降低电压提高可靠性，并且励磁绕组的续流回路使得输出电压稳定；电路元器件简单，极大简化电路结构，在不牺牲电机结构优势的同时进一步降低成本，拓宽其应用领域。第二方面，通过采用二极管减小母线电压波动，使得电枢绕组在换相或关断续流时的电压稳定，并能将绕组中的磁能回馈至电源，提高驱动系统的效率。第三方面，采用开关管合理控制，实现个绕组电压等于电源电压，快速建立电流，提高电机控制性能。第四方面，续流回路灵活多样，提高了电机控制灵活度，降低电机控制难度。第五方面，电流建立方式快速，不许死区时间，提高电机驱动可靠性。第六方面，省去传统功率变换器中的大容量电解电容，避免由于电解电容故障从而降低驱动电路的可靠性，同时减小驱动系统的体积并降低其控制成本，能够小型化发展，解决了本领域备受关注的一个技术难题。

附图说明

结合以下附图一起阅读时，将会更加充分地描述本申请内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式，因此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图，本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。

图1为本申请实施例1的低压电机的驱动拓扑电路的电路示意图。

图2为本申请的整距式SRM运行一个电周期的原理图，其中，图2a为绕组电流为正方向的示意图，图2b为电机正电流方向与驱动拓扑电路正电流方向一致的示意图。

图3为本申请的驱动拓扑电路在电枢绕组正向导通时电流回路示意图。

图4为本申请的驱动拓扑电路在电枢绕组反向导通时电流回路示意图。

图5(a)为本申请的驱动拓扑电路在第一开关管导通时励磁绕组通过第一桥臂的充电回路示意图。

图5(b)为本申请的驱动拓扑电路在第一开关导通时励磁绕组通过第二桥臂的充电回路示意图。

图6为本申请的驱动拓扑电路中励磁绕组的续流回路示意图。

图7(a)为本申请的驱动拓扑电路中电枢绕组在反压正向续流时的回路示意图。

图7(b)为本申请的驱动拓扑电路中电枢绕组在反压反向续流时的回路示意图。

图8(a)为本申请的驱动拓扑电路中电枢绕组在零压正向续流时的回路示意图。

图8(b)为本申请的驱动拓扑电路中电枢绕组在零压反向续流时的回路示意图。

在中，为了表示方便，部分开关管的内部二极管有绘出，虚线框内的开关管及内部二极管实际为一个总体的开关管，实际的驱动拓扑电路只有二极管VD。

具体实施方式

描述以下实施例以辅助对本申请的理解，实施例不是也不应当以任何方式解释为限制本申请的保护范围。

在以下描述中，本领域的技术人员将认识到，在本论述的全文中，组件可描述为单独的功能单元(可包括子单元)，但是本领域的技术人员将认识到，各种组件或其部分可划分成单独组件，或者可整合在一起(包括整合在单个的系统或组件内)。

同时，组件或系统之间的连接并不旨在限于直接连接，相反，在这些组件之间的数据可由中间组件修改、重格式化、或以其它方式改变。另外，可使用另外或更少的连接。还应注意，术语“联接”、“连接”、或“输入”应理解为包括直接连接、通过一个或多个中间设备来进行的间接连接、和无线连接。

实施例1：

一种低压电机的驱动拓扑电路，所述驱动拓扑电路包括二个桥臂，二个桥臂的两端分别与电源的正负极连接，电源正极与第一开关管VT1相连再与励磁绕组F连接，励磁绕组F的出线端依次与第一桥臂和第二桥臂的正极连接，第一桥臂由第二开关管VT2和第三开关管VT3串联组成，第二桥臂由第四开关管VT4和第五开关管VT5组成，电枢绕组A的一端与第二开关管VT2和第三开关管VT3之间的导线连接、另一端与第四开关管VT4和第五开关管VT5之间的导线连接，通过调节第一开关管VT1的占空比来降低电压至电机的额定电压等级，通过控制第一桥臂和第二桥臂的开关管的导通或关断来实现电枢绕组A的正向导通及反向导通。

所述励磁绕组F的入线端与第一开关管VT1连接、出线端与第一桥臂的正极连接，所述第二开关管VT2的一端与励磁绕组F出线端连接，第三开关管VT3的一端与电源负极连接，第四开关管VT4的一端与励磁绕组F出线端连接，第五开关管VT5的一端与电源负极连接。所述第一开关管VT1、第二开关管VT2、第三开关管VT3、第四开关管VT4和第五开关管VT5为三极管。所述第一开关管VT1、第二开关管VT2、第三开关管VT3、第四开关管VT4和第五开关管VT5为NPN型三极管。所述第一开关管VT1的集电极与电源正极连接、发射极与励磁绕组F的入线端连接、基极与调压控制信号输出端连接；第二开关管VT2的集电极与励磁绕组F出线端连接、发射极与第三开关管VT3的集电极连接、基极与电枢绕组A正向导通控制信号输出端连接，第三开关管VT3的发射极与电源负极连接、基极与电枢绕组A反向导通控制信号输出端连接；第四开关管VT4的集电极与励磁绕组F出线端连接、发射极与第五开关管VT5的集电极连接、基极与电枢绕组A反向导通控制信号输出端连接，第五开关管VT5的发射极与电源负极连接、基极与电枢绕组A正向导通控制信号输出端连接；电枢绕组A的一端与第二开关管VT2的发射极连接、另一端与第四开关管VT4的发射极连接，如图1所示。

所述励磁绕组F与二极管VD1反向并联，二极管VD1的阴极与励磁绕组F的入线端连接、阳极与励磁绕组F的出线端连接。当第一开关管VT1关断，两相绕组都处于关断续流状态，其中，励磁绕组F的电流方向不变，励磁绕组F通过与其反向并联的二极管VD1进行续流，续流回路为：励磁绕组F出线端、二极管VD1、励磁绕组F入线端和励磁绕组F，二极管VD1起到续流的作用(如图6所示)。所述第一开关管VT1、第二开关管VT2、第三开关管VT3、第四开关管VT4及第五开关管VT5设置有内部二极管VD1，电枢绕组A通过第二桥臂和第三桥臂的开关管的内部二极管VD1进行续流。所述内部二极管VD1与开关管反向并联，内部二极管VD1的阳极与开关管的发射极连接、阴极与开关管的集电极连接。在电力电子管中，所有的开关管无论IGBT还是MOSFET，其工艺和原理决定了这些管子只能控制单相导通关断，反向是二极管VD1，因此，开关管内部天然内置有反向并联的内部二极管VD1。

所述第一开关管VT1导通，且第二开关管VT2与第五开关管VT5导通、第三开关管VT3与第四开关管VT4关断，电枢绕组A正向导通；所述第一开关管VT1导通，且第三开关管VT3与第四开关管VT4导通、第二开关管VT2与第五开关管VT5关断，电枢绕组A反向导通；在一个电周期内，励磁绕组F持续单向导通，电枢绕组A双向交替导通，同时，此时电源向励磁绕组F和电枢绕组A同时充电。电枢绕组A正向导通时，正向电流回路依次为：电源正极、第一开关管VT1、励磁绕组F、第二开关管VT2、电枢绕组A、第五开关管VT5和电源负极(如图3所示)；电枢绕组A反向导通时，反向电流回路依次为：电源正极、第一开关管VT1、励磁绕组F、第四开关管VT4、电枢绕组A、第三开关管VT3和电源负极(如图4所示)。当励磁绕组电流大于电枢绕组电流时，励磁绕组部分电流还会处于续流状态，此时电枢绕组两端电压等于电源电压，因此该驱动拓扑电路能够实现两相绕组控制方式上的解耦，便于励磁绕组F电压的单独控制与电枢电流的快速建立。

所述第一开关管VT1导通时，电源能够单独向励磁绕组F充电，当第二开关管VT2和第三开关管VT3导通、第四开关管VT4和第五开关管VT5关断时，充电回路为：电源正极、励磁绕组F、第二开关管VT2、第三开关管VT3和电源负极(如图5(a)所示)；当第二开关管VT2和第三开关管VT3关断、第四开关管VT4和第五开关管VT5导通时，充电回路为：电源正极、励磁绕组F、第四开关管VT4、第五开关管VT5和电源负极(如图5(b)所示)；此时电枢绕组A处于关断状态或处于续流状态。通过调节第一开光管的占空比来降低电压至与电枢绕组A的额定电压相匹配，电源电压为V_dc、第一开关管VT1的占空比为α、电枢绕组A两端电压为U₀，则电源电压与电机绕组A电压的关系为：U₀＝αV_dc。

在电枢绕组A续流时，分为反压续流与零压续流两种状态。反压续流时，第一开关管VT1导通，若第三开关管VT3与第四开关管VT4导通、第二开关管VT2与第五开关管VT5关断，其反压正向续流回路为：电源负极、第三开关管VT3、电枢绕组A、第四开关管VT4、二极管VD1、第一开关管VT1和电源正极,将能量回馈至电源(如图7(a)所示)；第一开关管VT1导通，若第二开关管VT2与第五开关管VT5导通、第三开关管VT3与第四开关管VT4关断，其反压反向续流回路为：电源负极、第五开关管VT5、电枢绕组A、第二开关管VT2、二极管VD1、第一开关管VT1和电源正极,将能量回馈至电源(如图7(b)所示)。零压续流时，第一开关管VT1关断，若第二开关管VT2和第四开关管VT4关断、第三开关管VT3和第五开关管VT5导通(仅上桥臂关断)，电枢绕组A通过第三开关管VT3和第五开关管VT5的内部二极管VD1形成零压续流回路，其中，零压正向续流回路依次为：第三开关管VT3的内部二极管VD1、电枢绕组A和第五开关管VT5(如图8(a)所示)，零压反向续流回路依次为：第五开关管VT5的内部二极管VD1、电枢绕组A和第三开关管VT3(如图8(b)所示)；同理，第一开关管VT1关断，若第二开关管VT2和第四开关管VT4导通、第三开关管VT3和第五开关管VT5关断(仅下桥臂关断)，电枢绕组A通过第二开关管VT2和第四开关管VT4的内部二极管VD1形成零压续流回路。两种不同的续流方式可以实现电枢电流的灵活控制，进而影响电机的输出性能。

在两相电机中，所述励磁绕组F和电枢绕组A分别由两套绕组组成，同一相中的两套绕组进行串联或并联，电机所有绕组中的电流由各绕组标号为纯数字端流入为正方向(如图2a所示)，因此，当绕组以端部连接方式缠绕于电机上可以使得电机中规定的正电流方向与拓扑电路中规定的正电流方向一致(如图2b所示)。通过励磁绕组F的电流方向不变，因此通过绕组端部1、1’、2、2’的电流方向是不变的，通过电枢绕组A的电流方向在一个电周期内变化两次，电枢绕组A正向导通及反向导通的变化，绕组端部3、3’、4、4’中的电流方向同步变化。

尽管本申请已公开了多个方面和实施方式，但是其它方面和实施方式对本领域技术人员而言将是显而易见的，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。本申请公开的多个方面和实施方式仅用于举例说明，其并非旨在限制本申请，本申请的实际保护范围以权利要求为准。

Claims

1.一种低压电机的驱动拓扑电路，其特征在于，所述驱动拓扑电路包括二个桥臂，二个桥臂的两端分别与电源的正负极连接，电源正极与第一开关管相连再与励磁绕组的入线端连接，励磁绕组的出线端依次与第一桥臂和第二桥臂的正极连接，第一桥臂由第二开关管和第三开关管串联组成，第二桥臂由第四开关管和第五开关管组成，电枢绕组的一端与第二开关管和第三开关管之间的导线连接、另一端与第四开关管和第五开关管之间的导线连接，所述励磁绕组与二极管反向并联，因此无需电解电容，二极管的阴极与励磁绕组的入线端连接、阳极与励磁绕组的出线端连接，通过调节第一开关管的占空比来降低电压至电机的额定电压等级，通过控制第一桥臂和第二桥臂的开关管的导通或关断来实现电枢绕组的正向导通及反向导通。

2.如权利要求1所述的低压电机的驱动拓扑电路，其特征在于，所述励磁绕组的入线端与第一开关管连接、出线端与第一桥臂的正极连接，所述第二开关管的一端与励磁绕组出线端连接，第三开关管的一端与电源负极连接，第四开关管的一端与励磁绕组出线端连接。

3.如权利要求2所述的低压电机的驱动拓扑电路，其特征在于，第五开关管的一端与电源负极连接；所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管为三极管。

4.如权利要求3所述的低压电机的驱动拓扑电路，其特征在于，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管为NPN型三极管；所述第一开关管的集电极与电源正极连接、发射极与励磁绕组的入线端连接、基极与调压控制信号输出端连接；第二开关管的集电极与励磁绕组出线端连接、发射极与第三开关管的集电极连接、基极与电枢绕组正向导通控制信号输出端连接，第三开关管的发射极与电源负极连接、基极与电枢绕组反向导通控制信号输出端连接；第四开关管的集电极与励磁绕组出线端连接、发射极与第五开关管的集电极连接、基极与电枢绕组反向导通控制信号输出端连接，第五开关管的发射极与电源负极连接、基极与电枢绕组正向导通控制信号输出端连接；电枢绕组的一端与第二开关管的发射极连接、另一端与第四开关管的发射极连接。

5.如权利要求1所述的低压电机的驱动拓扑电路，其特征在于，包括选自下组的一个或多个特征：

（1）所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管及第五开关管设置有内部二极管，电枢绕组通过第二桥臂和第三桥臂的开关管的内部二极管进行续流；

（2）所述第一开关管导通，且第二开关管与第五开关管导通、第三开关管与第四开关管关断，电枢绕组正向导通；所述第一开关管导通，且第三开关管与第四开关管导通、第二开关管与第五开关管关断，电枢绕组反向导通；在一个电周期内，励磁绕组持续单向导通，电枢绕组双向交替导通，同时，此时电源向励磁绕组和电枢绕组同时充电。

6.如权利要求5所述的低压电机的驱动拓扑电路，其特征在于，包括选自下组的一个或多个特征：

（1）当第一开关管关断，两相绕组都处于关断续流状态，其中，励磁绕组的电流方向不变，励磁绕组通过与其反向并联的二极管进行续流，续流回路为：励磁绕组出线端、二极管、励磁绕组入线端和励磁绕组，二极管起到续流的作用；

（2）所述内部二极管与开关管反向并联，内部二极管的阳极与开关管的发射极连接、阴极与开关管的集电极连接；

（3）电枢绕组正向导通时，正向电流回路依次为：电源正极、第一开关管、励磁绕组、第二开关管、电枢绕组、第五开关管和电源负极；电枢绕组反向导通时，反向电流回路依次为：电源正极、第一开关管、励磁绕组、第四开关管、电枢绕组、第三开关管和电源负极。

7.如权利要求1所述的低压电机的驱动拓扑电路，其特征在于，所述第一开关管导通时，电源能够单独向励磁绕组充电，当第二开关管和第三开关管导通、第四开关管和第五开关管关断时，充电回路为：电源正极、励磁绕组、第二开关管、第三开关管和电源负极；当第二开关管和第三开关管关断、第四开关管和第五开关管导通时，充电回路为：电源正极、励磁绕组、第四开关管、第五开关管和电源负极；此时电枢绕组处于关断状态或处于续流状态。

8.如权利要求1所述的低压电机的驱动拓扑电路，其特征在于，通过调节第一开光管的占空比来降低电压至与电枢绕组的额定电压相匹配，电源电压为、第一开关管的占空比为α、电枢绕组两端电压为，则电源电压与电机绕组电压的关系为：。

9.如权利要求1所述的低压电机的驱动拓扑电路，其特征在于，在电枢绕组续流时，分为反压续流与零压续流两种状态；反压续流时，第一开关管导通，若第三开关管与第四开关管导通、第二开关管与第五开关管关断，其反压正向续流回路为：电源负极、第三开关管、电枢绕组、第四开关管、二极管、第一开关管和电源正极,将能量回馈至电源；第一开关管导通，若第二开关管与第五开关管导通、第三开关管与第四开关管关断，其反压反向续流回路为：电源负极、第五开关管、电枢绕组、第二开关管、二极管、第一开关管和电源正极,将能量回馈至电源；零压续流时，第一开关管关断，若第二开关管和第四开关管关断、第三开关管和第五开关管导通，电枢绕组通过第三开关管和第五开关管的内部二极管形成零压续流回路，其中，零压正向续流回路依次为：第三开关管的内部二极管、电枢绕组和第五开关管，零压反向续流回路依次为：第五开关管的内部二极管、电枢绕组和第三开关管；同理，第一开关管关断，若第二开关管和第四开关管导通、第三开关管和第五开关管关断，电枢绕组通过第二开关管和第四开关管的内部二极管形成零压续流回路。

10.如权利要求1所述的低压电机的驱动拓扑电路，其特征在于，在两相电机中，所述励磁绕组和电枢绕组分别由两套绕组组成，同一相中的两套绕组进行串联或并联，电机所有绕组中的电流由各绕组标号为纯数字端流入为正方向，因此，当绕组以端部连接方式缠绕于电机上可以使得电机中规定的正电流方向与拓扑电路中规定的正电流方向一致。