一種抑制電動汽車用無刷直流電機轉矩脈動的主電路的制作方法
【專利摘要】一種抑制電動汽車用無刷直流電機轉矩脈動的主電路，包括與三相永磁無刷直流電動機連接控制其繞組通斷電的三相逆變電路，所述三相逆變電路的輸入端連接有輸出電壓高于三相永磁無刷直流電動機非導通相繞組端電壓的DC/DC變換器，所述DC/DC變換器的輸入端連接有蓄電池，所述蓄電池與DC/DC變換器之間連接有濾波電容。本實用新型的優點在于：通過控制DC/DC變換器的輸出電壓即控制直流母線電壓，使得非導通相繞組低于其輸出電壓并使得功率二極管承受反壓，則不存在續流問題，也就不存在了非導通相繞組引起的轉矩脈動問題。
【專利說明】—種抑制電動汽車用無刷直流電機轉矩脈動的主電路
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種抑制電動汽車用無刷直流電機轉矩脈動的主電路。
【背景技術】
[0002]永磁無刷直流電機因其功率密度高、啟動轉矩大、易于控制的特點，被越來越多地用于電動汽車的牽引系統中。但是其在運行時存在的轉矩脈動問題，限制了其在高精度高性能要求場合中的應用。
[0003]永磁無刷直流電機運行時的轉矩脈動可分為換相轉矩脈動和導通區轉矩脈動，一直以來對繞組間換相是引發的轉矩脈動的研究與實踐成果較多。最近幾年對非換相區即導通區轉矩脈動的研究也取得了很多具有理論和實踐意義的結果，比較典型的是一種采用PWM_0N_PWM (即:開關管的某段開通過程中，先采用PWM波通電，然后是全通，最后又有一小段采用PWM波方式通電)的調制方式控制逆變主電路的各個開關管，這可以較好的消除導通區內的轉矩脈動，但該方法需要電機的轉速信號來對反電動勢過零點進行計算，在實現時存在一定的誤差，尤其是在高速運行狀態下。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、控制精確的抑制電動汽車用無刷直流電機轉矩脈動的主電路。
[0005]為達到發明目的本實用新型采用的技術方案是:
[0006]一種抑制電動汽車用無刷直流電機轉矩脈動的主電路，其特征在于:包括與三相永磁無刷直流電動機連接控制其繞組通斷電的三相逆變電路，所述三相逆變電路的輸入端連接有輸出電壓高于三相永磁無刷直流電動機非導通相繞組端電壓的DC/DC變換器，所述DC/DC變換器的輸入端連接有蓄電池，所述蓄電池與DC/DC變換器之間連接有濾波電容。
[0007]進一步，所述DC/DC變換器是一雙向電流型直流-直流變換器。
[0008]進一步，所述三相逆變電路包括六只開關管，每只所述開關管上都串聯一功率二極管。
[0009]本實用新型的供電電源為蓄電池，經濾波電容濾波后將直流電送入DC/DC變換器，然后進入三相逆變電路，三相逆變電路通過任意瞬時的上下橋臂各一只開關管的開通來向電機的繞組供電。DC/DC變換器的作用就在于，在非換相區域即導通區域時，通過控制DC/DC變換器的輸出電壓即控制直流母線電壓，使得非導通相繞組低于其輸出電壓并使得功率二極管承受反壓，這樣非導通相繞組與三相逆變電路的功率二極管組成的續流回路能夠被避免，進而非導通相繞組不會由于有電流流過而對電機的轉矩平滑性產生影響。DC/DC變換器為雙向電流型，當電機在制動和減速運行時可以將能量反饋給蓄電池，其內部開關管采用PWM控制，而三相逆變電路的開關管不采用PWM控制。
[0010]本實用新型的有益效果:通過控制DC/DC變換器的輸出電壓即控制直流母線電壓，使得非導通相繞組低于其輸出電壓并使得功率二極管承受反壓，則不存在續流問題，也就不存在了非導通相繞組弓I起的轉矩脈動問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的電路的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合具體實施例來對本實用新型進行進一步說明，但并不將本實用新型局限于這些【具體實施方式】。本領域技術人員應該認識到，本實用新型涵蓋了權利要求書范圍內所可能包括的所有備選方案、改進方案和等效方案。
[0013]參照圖1，一種抑制電動汽車用無刷直流電機轉矩脈動的主電路，包括與三相永磁無刷直流電動機M連接控制其繞組通斷電的三相逆變電路U2，所述三相逆變電路U2的輸入端連接有輸出電壓高于三相永磁無刷直流電動機M非導通相繞組端電壓的DC/DC變換器U1，所述DC/DC變換器Ul的輸入端連接有蓄電池Uc，所述蓄電池Uc與DC/DC變換器Ul之間連接有濾波電容C。
[0014]所述DC/DC變換器Ul是一雙向電流型直流-直流變換器。
[0015]所述三相逆變電路U2包括六只開關管，每只所述開關管上都串聯一功率二極管。
[0016]本實用新型的供電電源為蓄電池Uc，經濾波電容C濾波后將直流電送入DC/DC變換器U1，然后進入三相逆變電路U2，三相逆變電路U2通過任意瞬時的上下橋臂各一只開關管的開通來向電機的繞組供電。DC/DC變換器Ul的作用就在于，在非換相區域即導通區域時，通過控制DC/DC變換器Ul的輸出電壓即控制直流母線電壓，使得非導通相繞組低于其輸出電壓并使得功率二極管承受反壓，這樣非導通相繞組與三相逆變電路U2的功率二極管組成的續流回路能夠被避免，進而非導通相繞組不會由于有電流流過而對電機的轉矩平滑性產生影響。DC/DC變換器Ul為雙向電流型，當電機在制動和減速運行時可以將能量反饋給蓄電池，其內部開關管采用PWM控制，而三相逆變電路U2的開關管不采用PWM控制。
[0017]本實用新型的三相永磁無刷直流電動機M工作時，蓄電池Uc產生的電壓為72VDC，經由濾波電容C，同時該濾波電容C也具有回饋運行時的儲能作用；DC/DC變換器Ul的輸出直流電壓大小的控制通過PWM調制方式，其內部開關管采用IGBT，這個輸出電壓是多少，依賴于對非導通相相繞組電壓的測量，DC/DC變換器Ul輸出電壓要高于該電壓，這樣才能確保與非導通相繞組支路的開關管并聯的功率二極管承受反壓，不至于引起該繞組與二極管組成續流回路；三相逆變電路U2的主開關管采用IGBT，與其并聯的二極管采用快速功率二極管。
[0018]三相逆變電路U2的IGBT的控制，采用0Ν_0Ν工作方式，即所有的IGBT開通時都是全通，不采用PWM模式，這樣降低了開關損耗；而DC/DC變換器Ul則采取PWM模式，這也是對輸出電壓值進行精確控制的需要。
[0019]對于電動汽車的驅動需要，當倒車或緊急剎車時，其牽引電機并非工作在電動機工況下，所以，除了三相逆變電路U2并接開關管并接二極管利用反饋能量外，DC/DC變換器Ul也是雙向的變換器，確保能量的雙向流動。
[0020]DC/DC變換器Ul除具有雙向特點，也是電流型的，即其輸出電流值可以較為精確的控制，進而可以較為精確的控制電機速度和轉矩，更加適合于電動汽車的牽弓I驅動。
【權利要求】
1.一種抑制電動汽車用無刷直流電機轉矩脈動的主電路，其特征在于:包括與三相永磁無刷直流電動機連接控制其繞組通斷電的三相逆變電路，所述三相逆變電路的輸入端連接有輸出電壓高于三相永磁無刷直流電動機非導通相繞組端電壓的DC/DC變換器，所述DC/DC變換器的輸入端連接有蓄電池，所述蓄電池與DC/DC變換器之間連接有濾波電容。
2.根據權利要求1所述的一種抑制電動汽車用無刷直流電機轉矩脈動的主電路，其特征在于:所述DC/DC變換器是一雙向電流型直流-直流變換器。
3.根據權利要求1或2所述的一種抑制電動汽車用無刷直流電機轉矩脈動的主電路，其特征在于:所述三相逆變電路包括六只開關管，每只所述開關管上都串聯一功率二極管。
【文檔編號】H02M3/00GK203574576SQ201320589252
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年9月23日 優先權日:2013年9月23日
【發明者】朱信忠, 徐慧英 申請人:浙江師范大學