[发明专利]一种集成开关磁阻电机驱动与低压电池充电的变换装置

说明书

技术领域

    本发明涉及一种开关磁阻电机驱动系统，具体地说是一种集成了开关磁阻电机驱动与低压电池充电变换装置。

背景技术

开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。现有技术中开关磁阻电机的驱动电路，主要包括直流电源、直流电容、N相电机绕组、上部的开关器件，下部的开关器件，上部的续流二极管以及下部的续流二极管。上述的直流电容主要作用是给整流电路或电池提供缓冲，稳定直流母线电压。N相电机绕组通过开关器件和续流二极管并联到直流母线上。上述的上部开关器件和下部的续流二极管连接到相绕组一端，上述的下部开关器件和下部的续流二极管连接到相绕组的另一端。

上述的开关磁阻电机驱动电路广泛应用在家庭和工业上，但是此电路只满足了驱动电机的需求，对于使用日益频繁的电动设备（如机器人、电动汽车、电动除草机等），还需要对储能电源进行充电。上述开关磁阻电机驱动电路，无法满足充电的需要。为此，中国专利文献CN201956913U中公开了一种集成开关磁阻电机驱动和充电变换装置，包括储能模块和与所述储能模块串联的驱动模块，还包括整流模块，与电网连接，且与所述驱动模块连接；控制模块，分别与所述储能模块、所述驱动模块变流模块连接，并根据预设程序来控制整流模块的整流工作，并控制整流模块对所述储能模块的充电，以及控制整流模块和储能模块对外供电。在该技术方案中，将充电模块和开关磁阻电机的驱动集成到一起，实现了对储能设备的充电。但是，该技术方案只适用于交流电源，特别是接入交流电网充电。根据接入电网的设备都要符合相应的功率因数要求，该方案重点放在高压电池的充电控制和功率因数控制。

对于电动汽车，车载充电器能使电动汽车从电网的插头取电，对电动汽车的蓄电池进行充电。一般的电动汽车上需要多个电机驱动系统来满足不同负载(如轮胎、风叶等)的要求。目前，电动汽车内采用双电源系统，一个是提供给高压驱动电机工作的高压蓄电池，另一个是提供给车体内一些低压设备的低压蓄电池。由于低压电池容量较低，一般采用高压电池给低压电池补充电能的方式，因此在电动汽车内需要单独设置一个将高压电转换为低压电的设备，包括DC-DC变换器以及充电的驱动设备等等电气元件。这样，电动汽车内部的线路以及电气设备就变得复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中开关磁阻电机驱动与直流电源低压电池充电使用单独设备、浪费设备与空间的技术问题，进而提供集成了开关磁阻电机驱动与直流电源低压电池充电的变换装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种集成开关磁阻电机驱动与低压电池充电的变换装置包括高压储能模块和与所述高压储能模块连接的驱动模块，以及与所述驱动模块连接的控制模块，所述驱动模块驱动开关磁阻电机的运行，还包括低压储能模块和与所述低压储能模块连接的DC-DC变换模块，所述DC-DC变换模块与所述控制模块和所述驱动模块连接，所述DC-DC变换模块用于将高压储能模块的电能向所述低压储能模块充电，所述控制模块控制所述驱动模块和所述DC-DC变换模块工作。

本发明所述的变换装置，所述驱动模块包括至少两个电力电子开关和至少两个续流二极管，用于接收所述控制模块的指令驱动；所述DC-DC变换模块包括一个电力电子开关和一个二极管。

本发明所述的变换装置，所述驱动模块包括开关磁阻电机的半桥逆变器和开关磁阻电机的本体。

本发明所述的变换装置，所述DC-DC变换模块包括整流单元和与所述整流单元连接的斩波单元。

本发明所述的变换装置，所述整流单元为整流器，包括一个二极管。

本发明所述的变换装置，所述斩波单元包括一个开关器件，所述整流单元的二极管的负极与所述开关器件的集电极连接，所述开关器件的发射集与所述低压储能模块的低压电池的正极连接，所述低压电池的负极与所述高压电池的负极连接。

本发明所述的变换装置，所述开关器件为三极管或继电器，当所述开关器件为继电器时，整流单元的二极管的负极跟继电器的一端连接，继电器的另一端跟低压电池组连接。

本发明所述的变换装置，所述变换装置为单相集成开关磁阻电机驱动与低压电池的变换装置或三相集成开关磁阻电机驱动与低压电池变换装置。