[发明专利]一种电动车、无刷直流电机及其驱动控制系统

说明书

技术领域

本发明属于电机驱动技术领域，尤其涉及一种电动车、无刷直流电机及其驱动控制系统。

背景技术

电动车是以电力为驱动的机车，包括电动自行车、电动摩托车、电动三轮车/四轮车等。目前通用的电动车采用三相无刷直流电机，包括三相定子绕组、转子磁钢、以及驱动控制系统。驱动控制系统利用功率开关控制绕组通电与否、以及控制绕组中的电流方向，进而推动转子磁钢转动。

图1A至图1F以一对转子磁钢、定子绕组为星形连接为例，示出了现有技术提供的三相无刷直流电机在正常工况下，电机绕组与转子磁钢之间的关系。可以看出，在正常工况下，三相绕组在任一时刻两两导通，每隔60度电角度换相一次，每相绕组持续导通120度电角度，整个工作周期包括有6种工作状态。

当该三相无刷直流电机工作在大功率大电流的应用条件下，而出现任一项电机绕组开路，即：该三相无刷直流电机处于缺相状态时，电机会出现抖动、转动无力、噪声大等现象，甚至烧毁驱动控制系统，进而导致电动车整车失控，极易造成交通安全事故。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种无刷直流电机的驱动控制系统，旨在解决现有技中，在三相无刷直流电机处于缺相状态时，易导致应用该三相无刷直流电机的电动车失控，造成交通安全事故的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种无刷直流电机的驱动控制系统，所述系统包括由功率开关构成的驱动单元，所述系统还包括：

故障检测单元，用于检测无刷直流电机的电机绕组中每相绕组的线电流，并当任一相绕组在预设时间内无线电流时发出故障信号；

控制单元，用于在接收到所述故障检测单元发出的所述故障信号后，控制所述驱动单元中的所述功率开关执行相应动作，以使得所述电机绕组工作在故障工况下；在所述故障工况下，所述电机绕组中的故障绕组在正常工况下的通电期间内，所述电机绕组中的非故障绕组代替所述故障绕组通电。

本发明实施例的另一目的在于提供一种无刷直流电机，所述无刷直流电机包括一如上所述的无刷直流电机的驱动控制系统；

当所述无刷直流电机是是三相无刷直流电机，所述三相无刷直流电机的三相电机绕组是星形连接时，所述三相电机绕组的相线中心点引出有一导线，所述导线用于连接所述驱动单元。

本发明实施例的另一目的在于提供一种电动车，包括一无刷直流电机，所述无刷直流电机又包括一如上所述的无刷直流电机的驱动控制系统；

当所述无刷直流电机是三相无刷直流电机，所述三相无刷直流电机的三相电机绕组是星形连接时，所述三相电机绕组的相线中心点引出有一导线，所述导线用于连接所述驱动单元。

本发明提供的无刷直流电机的驱动控制系统在检测到任一相绕组故障后切换到故障运行模式，由控制单元控制驱动单元中功率开关执行相应动作，以在正常工况下故障绕组的通电期间内，利用非故障绕组代替故障绕组通电，利用通电的非故障绕组拖动磁钢的继续转动，从而保证无刷直流电机在缺相的状态下能够安全运行，避免事故的发生。当该无刷直流电机的驱动控制系统应用于电动机时，可避免因缺相而导致的电动车失控，极大减少交通安全事故的发生。

附图说明

图1A至图1F是现有技术提供的三相无刷直流电机在正常工况下，电机绕组与转子磁钢之间的关系图；

图2是本发明实施例提供的无刷直流电机的驱动控制系统的原理图；

图3是图2中控制单元的结构图；

图4A至图4F是本发明提供的三相无刷直流电机在故障工况下，电机绕组与转子磁钢之间的关系图；

图5是三相无刷直流电机的正常工况和本发明实施例的故障工况之间各状态之间的对比关系图；

图6是图2中驱动单元的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了解决现有技术存在的问题，本发明实施例提供的无刷直流电机的驱动控制系统在检测到任一相绕组故障后切换到故障运行模式，由控制单元控制驱动单元中功率开关执行相应动作，以在正常工况下故障绕组的通电期间内，利用非故障绕组代替故障绕组通电。

图2是本发明实施例提供的无刷直流电机的驱动控制系统的原理，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。