CN209072382U - 集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统 - Google Patents
集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209072382U CN209072382U CN201821942662.0U CN201821942662U CN209072382U CN 209072382 U CN209072382 U CN 209072382U CN 201821942662 U CN201821942662 U CN 201821942662U CN 209072382 U CN209072382 U CN 209072382U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power battery
- contactor
- switched reluctance
- control system
- motor control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本实用新型公开了一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，包括整流模块、驱动模块，用于通断控制的第一接触器和第二接触器，以及控制模块；所述的整流模块的正极直流母线依次经第一接触器和第二接触器后连接至车载动力电池正极，负极直流母线连接至车载动力电池负极；本实用新型通过控制电机控制器的开关管、接触器可以实现开关磁阻电机驱动，还可实现电动汽车静止时动力电池的升压、降压两种模式的充电功能，实现了器件的复用，减少了成本和空间占用。
Description
技术领域
本实用新型属于电机控制技术领域，具体涉及一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统。
背景技术
开关磁阻电机由于其结构简单、启动转矩大、容错性好等优点，在电动汽车应用领域是具有很强竞争力电机。开关磁阻电机驱动系统包括车载动力电池、直流电容、N相电机绕组、驱动电路电力电子开关管及二极管。通常开关磁阻电机控制器仅具备电机驱动能力，对车载动力电池的充电需要独立的充电电路，导致成本高和使用的不便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，去实现了功率变换器的功能集成，实现功能复用，从而达到降低成本、减轻重量的目的。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，包括整流模块、驱动模块，用于通断控制的第一接触器和第二接触器，以及控制模块；
所述的整流模块的正极直流母线依次经第一接触器和第二接触器后连接至车载动力电池正极，负极直流母线连接至车载动力电池负极；
所述的驱动模块包括串联后再与直流母线并联的主开关管Sm与主二极管Dm；以及多组一一与所述的开关磁阻电机的各相绕组对应设置的开关管和二极管，其中，所述的各相绕组并接至主二极管Dm的阴极，各相绕组的另一端分别经对应开关管接负极的同时分别经二极管接正极直流母，各二极管与正极的接入点位于第一接触器和第二接触器之间。
在上述技术方案中，本实用新型控制器模块的拓扑结构为改进的Miller型变换器。
在上述技术方案中，所述的控制模块包括用以测取转子位置信息的速度位置传感器，用以检测电机各相绕组的电流、各相绕组的电压、动力电池电压、动力电池电流以及整流模块母线电压和主开关管Sm通过电流的电流电压检测电路，以及发出各开关管、接触器和主开关管对应驱动信号的DSP及对应驱动电路。
在上述技术方案中，所述的速度位置传感器为安装在开关磁阻电机转子轴上的编码器。
在上述技术方案中，所述的开关磁阻电机为8/6结构开关磁阻电机，其包括四个绕组。
在上述技术方案中，所述的整流模块包括整流器和并接在整流器两输出端之间的滤波电容C。
在上述技术方案中，所述的开关管及主开关管为MOSFET或IGBT。
在上述技术方案中，所述的开关管及主开关管均反并联快速恢复二极管。
在上述技术方案中，所述的动力电池为电动汽车用车载动力电池。
一种所述的集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统的控制方法，包括以下，
Boost充电模式：第一接触器J1断开，第二接触器J2闭合，各开关管均为断开，主开关管Sm工作在PWM状态；
Buck充电模式：第一接触器J1断开，第二接触器J2闭合，各开关管均工作在PWM状态，主开关管Sm为导通；
驱动模式：第一接触器和第二接触器均闭合，整个控制器按照Miller型开关磁阻电机控制方式运行。
本实用新型的优点和有益效果为：
本实用新型通过控制电机控制器的开关管、接触器可以实现开关磁阻电机驱动，还可实现电动汽车静止时动力电池的升压、降压两种模式的充电功能，实现了器件的复用，减少了成本和空间占用。
附图说明
图1为本实用新型提供的开关磁阻电机控制系统结构框图。
图2为本实用新型提供开关磁阻电机控制器工作中电机驱动模式下的结构图。
图3为本实用新型提供开关磁阻电机控制器工作中充电驱动模式下的结构图。
图4为Boost充电模式下开关器件及接触器工作状态示意图。
图5为Buck充电模式下开关器件及接触器工作状态示意图。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
本实用新型的一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，包括整流模块、连接开关磁阻电机绕组的驱动模块，用于通断控制的第一接触器和第二接触器，以及控制模块；
所述的整流模块的正极输出，即正极直流母线依次经第一接触器J1和第二接触器J2后连接至车载动力电池正极，负极输出，即负极直流母线连接至车载动力电池负极；
所述的驱动模块包括串联后再与直流母线并联的主开关管Sm与主二极管Dm；以及多组一一与所述的开关磁阻电机的各相绕组对应设置的开关管和二极管，其中，所述的各相绕组并接至主二极管Dm的阴极，各相绕组的另一端分别对应经开关管接负极的同时分别经二极管接正极直流母，各二极管与正极的接入点位于第一接触器和第二接触器之间。所述的主开关管及各开关管为反并联快速恢复二极管的MOSFET或IGBT。
具体地，本实用新型控制器拓扑结构采用了改进的Miller型变换器，所述的开关磁阻电机为8/6结构开关磁阻电机，其包括四个绕组，控制系统包括与直流母线并联的DC-Link电容C、主开关管Sm与主二极管Dm串联后再与直流母线并联，其中主开关管的阳极连接直流母线正极，同时连接接触器J1的一端，阴极连接第一二极管阴极D1；主开关管Sm的阴极连接开关磁阻电机A相绕组La一端，开关磁阻电机A相绕组另一端分别连接第一开关管S1的阳极及第一二极管D1的阳极；第一二极管D1的阴极连接接触器J1的另一端，第一开关管S1的阴极连接直流母线负极；主开关管的阴极同时连接开关磁阻电机B相绕组Lb一端，开关磁阻电机B相绕组另一端分别连接第二开关管S2的阳极及第二二极管D2的阳极；第二二极管D2的阴极连接第一二极管的阴极，第二开关管的阴极连接直流母线负极；主开关管的阴极同时连接开关磁阻电机C相绕组Lc一端，开关磁阻电机C相绕组另一端分别连接第三开关管的阳极及第三二极管的阳极；第三二极管D3的阴极连接第一二极管的阴极，第三开关管S3的阴极连接直流母线负极；主开关管的阴极还同时连接开关磁阻电机D相绕组Ld一端，开关磁阻电机D相绕组Ld另一端分别连接第四开关管S4的阳极及第四二极管D4的阳极；第四二极管的阴极连接第一二极管的阴极，第四开关管的阴极连接直流母线负极。
其中，所述的控制模块包括用以测取电机转子位置信息的速度位置传感器，用以检测电机各相绕组的电流、各相绕组的电压、动力电池电压、动力电池电流以及整流模块母线电压和主开关管Sm通过电流的电流电压检测电路，以及经驱动电路驱动各开关管、接触器和主开关管的DSP，所述的速度位置传感器为安装在开关磁阻电机转子轴上的编码器，所述的电流检测电路包括多个电压电流传感器和多个对应的输入调理电路，此与现有技术类似，在此不再展开描述。
外围电路中的电压电流检测电路检测电机各相绕组的电流CT1、CT2、CT4、CT4，动力电池电压VB，动力电池电流IB，整流器REC经电容C1滤波后的电压VC，以及流经主开关管Sm的电路IM，经信号调理后输入到主控DSP的模数转换通道，通过算法进行运算；在驱动模式及充电模式下经DSP运算后，经PWM模块输出各个开关管的控制信号，经驱动电路放大后连接至各个开关管的控制极进行开关控制，同时经驱动电路进行接触器的通断控制。开关磁阻电机转子轴上装有位置检测装置，如光电编码器，编码器信息进入速度位置检测模块，用于DSP进行运算，实现驱动模式下电机系统的转速闭环控制。
所述的集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统的控制方法，包括以下，
Boost充电模式：第一接触器J1断开，第二接触器J2闭合，各开关管均为断开，主开关管Sm工作在PWM状态；
Buck充电模式：第一接触器J1断开，第二接触器J2闭合，各开关管均工作在PWM状态，主开关管Sm为导通；
驱动模式：第一接触器和第二接触器均闭合，整个控制器按照Miller型开关磁阻电机控制方式运行。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，其特征在于：包括整流模块、驱动模块，用于通断控制的第一接触器和第二接触器，以及控制模块；
所述的整流模块的正极直流母线依次经第一接触器和第二接触器后连接至车载动力电池正极，负极直流母线连接至车载动力电池负极；
所述的驱动模块包括串联后再与直流母线并联的主开关管Sm与主二极管Dm；以及多组一一与所述的开关磁阻电机的各相绕组对应设置的开关管和二极管，其中，所述的各相绕组并接至主二极管Dm的阴极，各相绕组的另一端分别经对应开关管接负极的同时分别经二极管接正极直流母，各二极管与正极的接入点位于第一接触器和第二接触器之间。
2.根据权利要求1所述的一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，其特征在于：控制模块的拓扑结构为改进的Miller型变换器。
3.根据权利要求1所述的一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，其特征在于：所述的控制模块包括用以测取转子位置信息的速度位置传感器，用以检测电机各相绕组的电流、各相绕组的电压、动力电池电压、动力电池电流以及整流模块母线电压和主开关管Sm通过电流的电流电压检测电路，以及发出各开关管、接触器和主开关管对应驱动信号的DSP及对应驱动电路。
4.根据权利要求3所述的一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，其特征在于：所述的速度位置传感器为安装在开关磁阻电机转子轴上的编码器。
5.根据权利要求1所述的一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，其特征在于：所述的开关磁阻电机为8/6结构开关磁阻电机，其包括四个绕组。
6.根据权利要求1所述的一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，其特征在于：所述的整流模块包括整流器和并接在整流器两输出端之间的滤波电容C。
7.根据权利要求1所述的一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，其特征在于：所述的开关管及主开关管为MOSFET或IGBT。
8.根据权利要求7所述的一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，其特征在于：所述的开关管及主开关管均反并联快速恢复二极管。
9.根据权利要求1所述的一种集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统，其特征在于：所述的动力电池为电动汽车用车载动力电池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821942662.0U CN209072382U (zh) | 2018-11-23 | 2018-11-23 | 集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821942662.0U CN209072382U (zh) | 2018-11-23 | 2018-11-23 | 集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209072382U true CN209072382U (zh) | 2019-07-05 |
Family
ID=67100267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821942662.0U Active CN209072382U (zh) | 2018-11-23 | 2018-11-23 | 集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209072382U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109274310A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-01-25 | 天津职业技术师范大学 | 集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统及控制方法 |
| CN111637164A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-08 | 华中科技大学 | 一种应用于磁悬浮轴承的串联绕组控制装置及方法 |
| CN114070166A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-18 | 西安交通大学 | 基于无线电能传输的n型开关磁阻电机驱动系统及方法 |
-
2018
- 2018-11-23 CN CN201821942662.0U patent/CN209072382U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109274310A (zh) * | 2018-11-23 | 2019-01-25 | 天津职业技术师范大学 | 集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统及控制方法 |
| CN111637164A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-08 | 华中科技大学 | 一种应用于磁悬浮轴承的串联绕组控制装置及方法 |
| CN114070166A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-18 | 西安交通大学 | 基于无线电能传输的n型开关磁阻电机驱动系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2019410616B2 (en) | Charging method for power battery, motor control circuit and vehicle | |
| CN103684202B (zh) | 集成驱动及充放电功能的电机控制器 | |
| CN202142879U (zh) | 一种电动汽车车载充电系统 | |
| CN111873830B (zh) | 一种用于电动汽车的分布式双电机驱动与车载充电集成系统及其充电控制方法 | |
| CN102826054B (zh) | 一种电动汽车多功能集成电力电子系统 | |
| CN209072382U (zh) | 集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统 | |
| CN101976894B (zh) | 一种电能双向流动的储能系统及其控制方法 | |
| CN102201693A (zh) | 一种电动汽车车载充电系统 | |
| CN109510453A (zh) | 一种基于SiC功率器件的EV车载充电器 | |
| CN204210320U (zh) | 基于电动汽车再生制动的dc/dc控制系统 | |
| CN106452279A (zh) | 集成充电功能的电动汽车驱动电机控制器及控制方法 | |
| JP2010045961A (ja) | 電力制御装置 | |
| CN106208641A (zh) | 一种交直流复用的电路 | |
| CN203445821U (zh) | 一种双电机控制器 | |
| WO2014026460A1 (zh) | 一种集成开关磁阻电机驱动与低压电池充电的变换装置 | |
| CN102037640B (zh) | 在可变速度驱动器中的能量恢复方法 | |
| CN109274310A (zh) | 集成驱动与动力电池充电的开关磁阻电机控制系统及控制方法 | |
| CN206099839U (zh) | 集成充电功能的电动汽车驱动电机控制器 | |
| CN107738589A (zh) | 一种电动汽车驱动充放电一体化装置 | |
| CN203032409U (zh) | 一种电动汽车驱动器 | |
| CN102355038B (zh) | 一种高压直流充电机 | |
| CN104648165B (zh) | 一种汽车制动能量回收装置及其分段控制方法 | |
| CN204184209U (zh) | 车辆控制系统和具有其的车辆 | |
| CN210072026U (zh) | 一种回馈型的直流电源试验装置 | |
| CN212637180U (zh) | 一种双绕组驱动-隔离变压充电一体化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221205 Address after: Building 1-901-7, Tianjin International Jewelry City, No. 2, Gonghua Road, Huayuan Industrial Zone, Binhai New Area, Tianjin, 300000 Patentee after: Tianjin Fengyi Technology Co.,Ltd. Address before: No. 1310 Dagu South Road, Jinnan District, Tianjin Patentee before: TIANJIN University OF TECHNOLOGY AND EDUCATION |
|
| TR01 | Transfer of patent right |