CN2909695Y - 无触点并联型分段开关调速电机驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种无触点并联型分段开关调速电机驱动系统，由每相绕组带抽头的电机、位置传感器、控制电路、开关驱动电路组成，其特征是：采用两套以上各自独立的功率驱动电路，两套以上功率驱动电路分别与相应的电机绕组并联连接，每套功率驱动电路分别在相应的速度区单独轮换工作。该系统的典型应用为：多动力电动车轮毂电机驱动系统领域和洗衣机双速电机驱动系统，以及其它工业宽调速电机驱动系统。

Description

无触点并联型分段开关调速电机驱动系统
技术领域：
本实用新型属于机电领域，特别涉及一种电子开关调速电机驱动器的改进，尤其是一种无触点并联型分段开关调速电机驱动系统。
背景技术：
现有常用的调速电机系统有：异步电机变频调速系统、永磁无刷直流电机、开关偏磁电机系统等，统称电子开关调速电机系统。为了在有限的电压、电流条件下进一步扩展电机的调速范围，提出了修改电机绕组形成高、中、低每相带多个抽头的电机调速方案，俗称多动力开关调速电机。以每相带一个抽头的双速电机为例，一般都用多组有触点继电器或无触点继电器分选开关与驱动器相串联的连接方式。
触点继电器可靠性低，无触点继电器串连方案附加电子继电器压降，在低压大电流场合，会增加发热，降低效率，影响系统可靠性。
发明内容：
本实用新型的目的是在多速无刷直流电机的基础上，结合电力电子技术，设计一种无触点并联型分段开关调速电机驱动系统。
本实用新型技术方案是这样实现的：一种在多速分挡(多动力)无刷直流电机继电器分选串联驱动方案的基础上，改进驱动电路构成的无触点并联型电机调速驱动系统，由每相绕组带抽头的电机、位置传感器、控制电路、开关驱动电路组成，其特征是：功率驱动采用两套以上各自独立的桥式开关驱动电路，两套以上桥式开关驱动电路分别与相应的电机绕组联接，每套驱动电路分别在相应的速度区单独轮换工作。
采用多套驱动电路并联轮换工作替代串联分选开关要解决的关键技术，是并联电路的电压回馈和干扰问题。本实用新型采用在(除了最高速驱动电路外)每路驱动电路的电源正、副极各串接一只肖特基二极管的方法，来解决中、低速驱动电路，在电机高速运行时的电压回馈问题；每套前置电路，采用带片选功能的末前级驱动芯片或分立元件构成的相应电路，解决各套驱动电路间的干扰问题。为降低流过隔离二极管的实际电流，减少电路损耗，还分别在高、低速驱动电路加接缓冲电容。
本实用新型具有系统结构设计合理，能达到高可靠性、高功率因数、高效率、高性价比、通用性强的好处。该系统与有触点串接分选开关调速方案相比，该系统无触点因此可靠性高。该系统每级速度，只有一套对应驱动电路工作，其它驱动电路并不消耗能量，也不发热，与串联固态无触点继电器分选开关方案相比，功率因素高、效率高、性价比高；同时该系统在电机与驱动控制器连接方面比较直观，电机全部接线、传感器引线，高、中、低多路相线都直接与驱动控制器联接。该系统结构不但适用于无刷直流电机，也同样适用于开关磁阻电机与变频调速电机系统。
附图说明：
下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明：
典型无触点并联型两段开关调速电机驱动系统电路图
其中
1：高速驱动组   2：低速驱动组   3：电机绕组    4：上隔离管
5：下隔离管     6：高速组电容   7：低速组电容  8：取样电阻
11-16：高速FET  22-26：低速FET  18：高速前驱   28：低速前驱
具体实施方式：
以下通过图例具体描述无触点并联型分段开关调速电机驱动系统的技术方案。本实施例以双速(又称双动力)三相无刷直流电机无触点并联型高、低两段功率驱动为例。
参照附图：电机绕组3为每相带抽头的型式，高、低速各有一套驱动电路1和2，分别由11-16以及22-26组成。电机系统低速启动时，控制电路通过片选口选中前置驱动芯片28，低速驱动电路2得电，驱动电机全部绕组工作。待电机转速提高到一定值后，控制电路由片选电路令芯片28退出工作，同时改选高速前置驱动电路18，通过高速驱动电路1驱动电机匝数较少的抽头绕组工作。为了防止高速运行时，电机低速绕组产生的过电压被低速驱动管FET内的二极管整流后回馈电源，加重高速驱动电路负担，特地在低速驱动电路电源回路上串连上、下隔离二极管4和5；为降低流过隔离二极管的实际电流，减少电路损耗，还分别在高、低速驱动电路加接缓冲电容6和7，高速缓冲电容的接地点也有意地接在电流取样电阻8的上方。
此例驱动功率元件是FET，也可改用GTR、IGBT、MCT等电子开关。高、低速前置驱动可采用具有片选功能的芯片：HIP4086、IR2130、IR2110等，也可采用分立元件组成具有同样功能的相应电路。
本实施例的方案同样适用于其它相数的电机系统，同样适用大于两级以上的无触点并联型多级分段开关调速电机驱动系统。
该系统的典型应用为：多动力电动车轮毂电机驱动系统领域和洗衣机双速电机驱动系统，以及其它工业宽调速电机驱动系统。

Claims (4)

1、一种无触点并联型分段开关调速电机驱动系统，由每相绕组带抽头的电机、位置传感器、控制电路、开关驱动电路组成，其特征是：其开关驱动电路采用两套以上配有前置驱动电路的，各自独立的高、中、低多速功率驱动电路，两套以上功率驱动电路分别与相应的电机绕组并联连接，每套功率驱动电路分别在相应的速度区单独轮换工作。
2、根据权利要求1所述的一种无触点并联型分段开关调速电机驱动系统，其特征是：其开关驱动电路中，在每套中、低速功率驱动电路的电源正、副极各串接一只二极管。
3、根据权利要求1所述的一种无触点并联型分段开关调速电机驱动系统，其特征是：其开关驱动电路中，每套前置驱动电路，由带片选功能的未前级驱动芯片或分立元件构成其相应电路。
4、根据权利要求1所述的一种无触点并联型分段开关调速电机驱动系统，其特征是：其开关驱动电路中，在每套功率驱动电路的电源两端并接缓冲电容。
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Addressee: Zhu Zhengfeng

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