CN202172366U - 一种三相交流驱动电源发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三相交流驱动电源发生器，其包括：六个MOS管，MOS管V₀、V₂、V₄的漏极与直流电源的正极相连，MOS管V₁、V₃、V₅的源极与直流电源的负极相连。V₀的源极和V₁的漏极与相线圈绕组A的一端相连，V₂的源极和V₃的漏极与相线圈绕组B的一端相连，V₄的源极和V₅的漏极与相线圈绕组C的一端相连，三相线圈绕组的另一端相连于一接点o。六个MOS管的栅极分别与一时序脉冲信号发生器的六个时序脉冲信号输出端相连，以控制六个MOS管的开关状态，以在三相负载上形成三相十二拍阶梯形交流电压，三相交流电压的相位互差120，可模拟三相正弦交流电源控制三相交流电机工作。

Description

一种三相交流驱动电源发生器

技术领域

本实用新型涉及一种三相交流驱动电源发生器。

背景技术

三相交流电机有三个线圈绕组，当在三个绕组上分别施加相同幅值、相同频率、相位相差120°的电压时，电机就开始转动。电机的转速由加在绕组上的信号频率决定，改变加在绕组上驱动信号的电压频率，即可调节电机的转速。

在特殊的应用场合，往往只能采用直流电源供电。因此，如何提供一种基于直流电源的三相交流驱动电源发生器，是本领域要解决的技术问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种简单可靠、控制方便且基于直流电源的三相交流驱动电源发生器。

为解决上述技术问题，本实用新型的三相交流驱动电源发生器的包括：六个MOS管，第一、第三、第五MOS管V₀、V₂、V₄的漏极与直流电源V_d的正极相连，第二、第四、第六MOS管V₁、V₃、V₅的源极与直流电源V_d的负极相连。

第一MOS管V₀的源极和第二MOS管V₁的漏极与三相交流电机中的第一相线圈绕组A的一端相连，第三MOS管V₂的源极和第四MOS管V₃的漏极与三相交流电机中的第二相线圈绕组B的一端相连，第五MOS管V₄的源极和第六MOS管V₅的漏极与三相交流电机中的第三相线圈绕组C的一端相连，第一、第二和第三相线圈绕组的另一端相连于一接点o。

所述的六个MOS管的栅极分别与一时序脉冲信号发生器的六个时序脉冲信号输出端相连。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：(1)本实用新型是一种在直流电源供电方式下，用MOS管驱动三相交流电机的三相交流驱动电源发生器；其采用特定的时序脉冲信号，控制六个MOS管的开关状态，以在三相负载上形成三相十二拍阶梯形交流电压，三相交流电压的相位互差120。这种三相阶梯形交流电压，可模拟三相正弦交流电源控制三相交流电机工作，广泛应用于三相交流电机的调速控制，具有电路结构简单、控制方便等优点。

附图说明

图1为本实用新型的三相交流驱动电源发生器的电路图；

图2为本实用新型给六个MOS管施加一组时序脉冲信号的波形图；

图3为本实用新型中的三相负载导通等效电路图；

图4为A相相电压的梯形图；

图5为三相相电压U_ao、U_bo、U_co的梯形图。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施方式，对测量原理进一步说明，更深入介绍本实用新型的技术手段及功能，但所附图及具体实施方式仅是提供参考与说明，并非用于对本实用新型加以限制。

如图1所示，本实施例的三相交流驱动电源发生器的包括：六个MOS管，第一、第三、第五MOS管V₀、V₂、V₄的漏极与直流电源V_d的正极相连，第二、第四、第六MOS管V₁、V₃、V₅的源极与直流电源V_d的负极相连。

第一MOS管V₀的源极和第二MOS管V₁的漏极与三相交流电机中的第一相线圈绕组A的一端相连，第三MOS管V₂的源极和第四MOS管V₃的漏极与三相交流电机中的第二相线圈绕组B的一端相连，第五MOS管V₄的源极和第六MOS管V₅的漏极与三相交流电机中的第三相线圈绕组C的一端相连，第一、第二和第三相线圈绕组的另一端相连于一接点o。

所述的六个MOS管的栅极分别与一时序脉冲信号发生器的六个时序脉冲信号输出端相连。

若给所述的六个MOS管施加一组时序脉冲信号，控制MOS管的“开”与“关”，则三相负载中就会流过不同方向、不同大小的电流。设时序信号变化一周为360°，若每隔30°给所述六个MOS管加上一组如图2所示的时序脉冲信号，则每给十二组脉冲，所述六个MOS管就按一定组合规律循环导通一次。表1列出了一周360°内各MOS管开关状态及三相负载导通等效电路。

表1

表中“0”表示MOS管截止，“1”表示MOS管导通

分析表1各个状态，可以得出：

(1)、每个MOS管在一周内连续导通150°。

(2)、在0°～30°、60°～90°、120°～150°、180°～210°、240°～270°、300°～330°六个30°区间内，都有两个不同的MOS管导通，使两相电流流入电机；此时电机有两相绕组串联后，再接入直流电源V_d；图3(1)、(3)、(5)、(7)、(9)、(11)分别表示了0～30°、60°～90°、120°～150°、180°～210°、240°～270°、300°～330°情况下通电绕组的等效电路。

(3)、在30°～60°、90°～120°、150°～180°、210°～240°、270°～300°、330°～360°六个30°区间内，都有三个不同的MOS管导通，使三相电流流入电机；此时电机绕组都是两相并联后再与另一组串联，然后接入直流电源V_d，图3(2)、(4)、(6)、(8)、(10)、(12)分别表示了30°～60°、90°～120°、150°～180°、210°～240°、270°～300°、330°～360°情况下通电绕组的等效电路。

(4)、在0°～360°内，第一MOS管V₀、第二MOS管V₁不同时导通，且第一MOS管V₀与第二MOS管V₁的状态变化不可能同时发生(相差30°)，避免了时序上的冒险竞争现象，保证了MOS管的安全运行；第三MOS管V₂与第四MOS管V₃、第五MOS管V₄与第六MOS管V₅的情况也是如此。

三相负载相电压：

由图3(1)得到0°～30°时的相电压：

U_ao＝0， $U_{\mathrm{bo}}=-\frac{1}{2}{V}_d,$ $U_{\mathrm{co}}=\frac{1}{2}{V}_d$

由图3(2)得到30°～60°时的相电压：

$U_{\mathrm{ao}}=\frac{1}{3}{V}_d,$ $U_{\mathrm{bo}}=-\frac{2}{3}{V}_d,$ $U_{\mathrm{co}}=\frac{1}{3}{V}_d$

由图3(3)得到60°～90°时的相电压：

$U_{\mathrm{ao}}=\frac{1}{2}{V}_d,$ $U_{\mathrm{bo}}=-\frac{1}{2}{V}_d,$ U_co＝0

由图3(4)得到90°～120°时的相电压：

$U_{\mathrm{ao}}=\frac{2}{3}{V}_d,$ $U_{\mathrm{bo}}=-\frac{1}{3}{V}_d,$ $U_{\mathrm{co}}=-\frac{1}{3}{V}_d$

由图3(5)得到120°～150°时的相电压：

$U_{\mathrm{ao}}=\frac{1}{2}{V}_d,$ U_bo＝0， $U_{\mathrm{co}}=-\frac{1}{2}{V}_d$

由图3(6)得到150°～180°时的相电压：

$U_{\mathrm{ao}}=\frac{1}{3}{V}_d,$ $U_{\mathrm{bo}}=\frac{1}{3}{V}_d,$ $U_{\mathrm{co}}=-\frac{2}{3}{V}_d$

由图3(7)得到180°～210°时的相电压：

U_ao＝0， $U_{\mathrm{bo}}=\frac{1}{2}{V}_d,$ $U_{\mathrm{co}}=-\frac{1}{2}{V}_d$

由图3(8)得到210°～240°时的相电压：

$U_{\mathrm{ao}}=-\frac{1}{3}{V}_d,$ $U_{\mathrm{bo}}=\frac{2}{3}{V}_d,$ $U_{\mathrm{co}}=-\frac{1}{3}{V}_d$

由图3(9)得到240°～270°时的相电压：

$U_{\mathrm{ao}}=-\frac{1}{2}{V}_d,$ $U_{\mathrm{bo}}=\frac{1}{2}{V}_d,$ U_co＝0

由图3(10)得到270°～300°时的相电压：

$U_{\mathrm{ao}}=-\frac{2}{3}{V}_d,$ $U_{\mathrm{bo}}=\frac{1}{3}{V}_d,$ $U_{\mathrm{co}}=\frac{1}{3}{V}_d$

由图3(11)得到300°～330°时的相电压：

$U_{\mathrm{ao}}=-\frac{1}{2}{V}_d,$ U_bo＝0， $U_{\mathrm{co}}=\frac{1}{2}{V}_d$

由图3(12)得到330°～360°时的相电压：

$U_{\mathrm{ao}}=-\frac{1}{3}{V}_d,$ $U_{\mathrm{bp}}=-\frac{1}{3}{V}_d,$ $U_{\mathrm{co}}=\frac{2}{3}{V}_d$

三相交流电压波形：

根据0°～360°各导通区间对应的第一、第二和第三相线圈绕组上的相电压U_ao、U_bo和U_co，可画出三相绕组各相电压波形，图3为A相相电压梯形图，波形似正弦波，电压幅值为

图4为三相相电压U_ao、U_bo、U_co的梯形图，从中可以看出，这是一个三相十二拍阶梯形电压波形，波形似三相正弦信号，相位互差120°。

用图2时序脉冲信号，控制图1中六个MOS管的“开”与“关”，可在三相负载上获得三相十二拍阶梯形电压，波形与三相正弦电压相似，电压幅值为

相位互差120°。改变直流电压V_d，可改变交流电压幅值；改变控制脉冲宽度，可改变三相电压频率。这种三相电压，可驱动三相交流电机，具有结构简单、成本低等优点，尤其适用于高速电机驱动，具有较好的应用价值。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种三相交流驱动电源发生器，其特征在于包括：六个MOS管，第一、第三、第五MOS管V₀、V₂、V₄的漏极与直流电源V_d的正极相连，第二、第四、第六MOS管V₁、V₃、V₅的源极与直流电源V_d的负极相连；

第一MOS管V₀的源极和第二MOS管V₁的漏极与三相交流电机中的第一相线圈绕组A的一端相连，第三MOS管V₂的源极和第四MOS管V₃的漏极与三相交流电机中的第二相线圈绕组B的一端相连，第五MOS管V₄的源极和第六MOS管V₅的漏极与三相交流电机中的第三相线圈绕组C的一端相连，第一、第二和第三相线圈绕组的另一端相连于一接点o；

所述的六个MOS管的栅极分别与一时序脉冲信号发生器的六个时序脉冲信号输出端相连。

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