CN207010470U - 一种永磁电机的驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种永磁电机的驱动电路，包括定子线圈单元及其驱动模块，其特征在于，所述驱动模块包括依次电连接的控制单元、驱动信号调制单元和全桥逆变器单元，以及位于所述全桥逆变器单元输出端与控制单元反馈输入端之间的用于定子线圈单元电流的电流检测单元；所述全桥逆变器单元由三个全桥逆变器组成，所述电流检测单元由三个电流检测子单元组成，所述定子线圈单元由三个由各自全桥逆变器驱动的相互电隔断的各相定子线圈组成，所述全桥逆变器、电流检测子单元与所述定子线圈一一对应。这种驱动电路，通过基于电机线圈电流检测的转速或转矩反馈控制实现更完美的正弦驱动，从而保证了恒速转动或恒力矩转动，降低了功耗和噪音。

Description

一种永磁电机的驱动电路
技术领域
本实用新型涉及永磁电机，尤其涉及一种直流无刷电机及其驱动电路。
背景技术
直流无刷电机(BLDC)，相对与其他电机，有节能和可靠性高两个优点，越来越流行。
无论是基于传感器的，或者无传感器的传统三相BLDC电机通常用三个半桥来驱动，其相线圈绕组一般采用星型接法，如图1所示，三个相线圈绕组1具有公共端点。梯形，正弦，磁场定向控制是最常见的电机驱动方法。但是这种情况下，逆变器输出的只能是类似正弦的电压或电流，而这种电压或电流用来驱动的直流无刷马达会导致多的功耗和可听见的噪音。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是，如何提供一种永磁电机的驱动电路，能够实现恒速转动或恒力矩转动，并且降低功耗和噪音。
本实用新型的上述技术问题这样解决，构建一种永磁电机的驱动电路，包括定子线圈单元及其驱动模块，其特征在于，所述驱动模块包括依次电连接的控制单元、驱动信号调制单元和全桥逆变器单元，以及位于所述全桥逆变器单元输出端与控制单元反馈输入端之间的用于定子线圈单元电流的电流检测单元；所述全桥逆变器单元由三个全桥逆变器组成，所述电流检测单元由三个电流检测子单元组成，所述定子线圈单元由三个由各自全桥逆变器驱动的相互电隔断的各相定子线圈组成，所述全桥逆变器、电流检测子单元与所述定子线圈一一对应。
按照本实用新型提供的驱动电路，所述控制单元是用于通过基于反馈电压或反馈电流的磁场估算实现电机恒定速度或转矩工作的磁场定向控制单元(FOC)。
按照本实用新型提供的驱动电路，所述控制单元是用于通过基于反馈电压或反馈电流的转矩估算实现电机恒定速度或转矩工作的直接转矩控制单元(DTC)。
按照本实用新型提供的驱动电路，所述电流检测子单元包括一端接地、另一端依次电连接定子线圈和全桥逆变器输出端的电阻。
按照本实用新型提供的驱动电路，所述电流检测子单元包括一端接地、另一端依次电连接定子线圈和半桥逆变器输出端的电阻与电容的串联组合。
按照本实用新型提供的驱动电路，所述电流检测子单元还包括模数转换(A/D)电路部分。
按照本实用新型提供的驱动电路，所述驱动信号调制单元是空间向量调制单元(SVM)。
按照本实用新型提供的驱动电路，所述驱动信号调制单元是正弦脉宽调制单元(SPWM)。
按照本实用新型提供的驱动电路，所述永磁电机是直流无刷电机。
按照本实用新型提供的驱动电路，所述永磁电机是永磁同步电机(PMSM)。
本实用新型提供的永磁电机的驱动电路，突破常规定子线圈星型或三角形接法，与现有技术相比，具有以下优势：
1、噪音低，功耗小；
2、基于FOC或DTC反馈算法，实现所有的绕组全部用平滑的纯正弦波来驱动。
附图说明
下面结合附图和具体实施例进一步对本实用新型进行详细说明。
图1是传统三相BLDC电机结构中的独立定子线圈连接方式示意图；
图2是本实用新型的三相BLDC电机对应三相线圈的接线端子连接的内部结构示意图；
图3是本实用新型的三相BLDC电机对应三相线圈的接线端子连接的外部结构示意图；
图4是本实用新型的三相BLDC电机的驱动电路结构示意图；
图5是图4中控制单元和驱动信号调制单元的结构示意图；
图6是图4中全桥逆变器单元的结构示意图。
具体实施方式
首先，说明本实用新型的关键：
1、如图2-3，互相没有公共端点的三组线圈独立的三相直流无刷马达本体；
2、控制单元采用FOC或DTC反馈算法，即：FOC或DTC单元；
3、使用SVM或SPWM调制方式来调制驱动信号；
4、使用三组全桥(H桥)逆变器输出分别至三组线圈；
5、电流检测反馈单元为独立三组，每一相线圈对应一组，分别输出至控制单元；
6、驱动信号调制单元采用SVM或SPWM调制方式，即：SVM或SPWM单元。
第二，以优选实施例为例进行说明：
如图4所示，虚线框内的部分是电机驱动电路。控制单元(即：FOC或DTC单元)输出控制，经驱动信号调制单元(即：SVM或SPWM单元)驱动每一相的H桥逆变器带动定子线圈子单元，各相定子线圈子单元再经各自的电流检测反馈至控制单元，这五个电路部分组成一个闭环的电机驱动电路系统。该驱动电路系统配置了三组没有公共端点的独立定子线圈，互不干扰，与传统不一致。而电机转子和普通三相电机无异。
FOC算法是一种变频驱动三相电机的控制方法，而DTC算法也是一种变频驱动三相电机的控制方法。两者都是通过检测电机定子线圈绕组的电压和电流，来估算电机的磁通和转矩，根据估算后的电机磁通或转矩和参考磁通或转矩相比的结果，再使用SPWM或SVM调制方式，调制输出信号至H桥逆变器，H桥逆变器直接驱动电机三相定子线圈绕组，从而达到恒定速度或转矩的目的。
FOC和DTC算法虽然都是通过变频驱动三相电机的控制方法，但是他们算法不同，在动态响应，低速表现，参数需求，噪音分布，处理时间以及复杂程度上也各有不同。实际使用中，应依照现场需要来选择用何种控制方式来实现变频驱动电机。
FOC和DTC算法可以由软件或硬件实现，SPWM或SVM调制方式也对应各自的硬件电路，本优选实施例FOC单元和SPWM单元，结构如图5所示，虚线椭圆示意的部分对应FOC单元。该图为示意，FOC单元具体结构及说明可参阅其他相关技术资料。
另外，本优选实施例的电流检测子单元，如图6所示，由电阻R5和模数转换电路部分。
本实用新型的电路结构同样适用于PMSM。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种永磁电机的驱动电路，包括定子线圈单元及其驱动模块，其特征在于，所述驱动模块包括依次电连接的控制单元、驱动信号调制单元和全桥逆变器单元，以及位于所述全桥逆变器单元输出端与控制单元反馈输入端之间的用于定子线圈单元电流的电流检测单元；所述全桥逆变器单元由三个全桥逆变器组成，所述电流检测单元由三个电流检测子单元组成，所述定子线圈单元由三个由各自全桥逆变器驱动的相互电隔断的各相定子线圈组成，所述全桥逆变器、电流检测子单元与所述定子线圈一一对应。
2.根据权利要求1所述永磁电机的驱动电路，其特征在于，所述控制单元是用于通过基于反馈电压或反馈电流的磁场估算实现电机恒定速度或转矩工作的磁场定向控制单元。
3.根据权利要求1所述永磁电机的驱动电路，其特征在于，所述控制单元是用于通过基于反馈电压或反馈电流的转矩估算实现电机恒定速度或转矩工作的直接转矩控制单元。
4.根据权利要求1所述永磁电机的驱动电路，其特征在于，所述电流检测子单元包括一端接地、另一端依次电连接定子线圈和全桥逆变器输出端的电阻。
5.根据权利要求1所述永磁电机的驱动电路，其特征在于，所述电流检测子单元包括一端接地、另一端依次电连接定子线圈和半桥逆变器输出端的电阻与电容的串联组合。
6.根据权利要求4或5所述永磁电机的驱动电路，其特征在于，所述电流检测子单元还包括模数转换电路部分。
7.根据权利要求1所述永磁电机的驱动电路，其特征在于，所述驱动信号调制单元是空间向量调制单元。
8.根据权利要求1所述永磁电机的驱动电路，其特征在于，所述驱动信号调制单元是正弦脉宽调制单元。
9.根据权利要求1-5和7-8中任一项所述永磁电机的驱动电路，其特征在于，所述永磁电机是直流无刷电机。
10.根据权利要求1-5和7-8中任一项所述驱动电路，其特征在于，所述永磁电机是永磁同步电机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023029788A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-09 Kinetic Technologies International Holdings Lp A multi-phase permanent magnet rotor motor with independent phase coil windings
CN116614024A (zh) * 2023-06-05 2023-08-18 深圳山河半导体科技有限公司 一种直流电机的控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023029788A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-09 Kinetic Technologies International Holdings Lp A multi-phase permanent magnet rotor motor with independent phase coil windings
US11799411B2 (en) 2021-08-31 2023-10-24 Kinetic Technologies International Holdings Lp Multi-phase permanent magnet rotor motor with independent phase coil windings
CN116614024A (zh) * 2023-06-05 2023-08-18 深圳山河半导体科技有限公司 一种直流电机的控制方法

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