[发明专利]一种变频电机驱动器及基于角度变化的融合脉宽调制方法

权利要求书

1.一种变频电机驱动器，与转子位置传感器信号连接，并根据位置传感器 检测到的转子位置来驱动变频电机的运转，其特征在于，包括电源、电机控制 信号处理器、驱动电路、逻辑保护电路和电流检测电路，其中：

所述驱动电路的输出端连接于所述变频电机的控制端；

所述电机控制信号处理器设于位置传感器与驱动电路之间，用于获取位置 传感器检测到的转子位置并根据该转子位置转换成控制指令控制驱动电路中开 关MOS管的导通和截止，从而控制变频电机的运转；

所述逻辑保护电路设于所述电机控制信号处理器与所述驱动电路之间，用 于检测变频电机驱动器的过压状态；

所述电流检测电路设于所述电机控制信号处理器与所述驱动电路之间，采 用霍尔传感器检测电机工作时的电流。

2.根据权利要求1所述的一种变频电机驱动器，其特征在于，还包括升压 电路，所述升压电路设于电源与所述驱动电路之间，用于提高电机驱动的直流 母线电压以提高电机的最高转速。

3.根据权利要求1所述的一种变频电机驱动器，其特征在于，所述驱动电 路包括VT1～VT6六个开关MOS管，其中VT1、VT3、VT5为上桥臂开关MOS管， VT4、VT6、VT2为下桥臂开关MOS管，所述VT1和VT4为上下一组对应的桥臂， 中间连接电机A相，形成控制流经电机A相线圈的开关；VT3和VT6为上下一 组对应的桥臂，中间连接电机B相，形成控制流经电机B相线圈的开关；VT5 和VT2为上下一组对应的桥臂，中间连接电机C相，形成控制流经电机C相线 圈的开关；在电机控制信号处理器的控制下，处于上下一组对应的桥臂的二开 关MOS管不能同时导通。

4.根据权利要求3所述的一种变频电机驱动器，其特征在于，所述驱动电 路还包括并联于直流母线上的耐高压电容，用于当意外停机时，母线上产生的 瞬间高压由于所述电容两端的电压不能突变而得到抑制。

5.根据权利要求3所述的一种变频电机驱动器，其特征在于，所述驱动电 路还包括多个齐纳二极管，每一所述齐纳二极管并联于一开关MOS管上，用于 切换过程的续流。

6.一种基于角度变化的融合脉宽调制方法，基于如权利要求1至权利要求 5所述的变频电机驱动器，其特征在于，设θ为某一时刻相应开通的一组开关 MOS管的滞后关断角，当θ＝0时，为双相导通六状态模式；当θ＝60°时，则 在60°电角度内为三相导通六状态模式；其中：

双相导通六状态模式下：

当位置传感器检测转子处于θ～60°+θ电角度的时刻，电机控制信号处理器 控制驱动电路中相应的开关MOS管导通；具体如下：从电角度θ度开始，开关 MOS管的导通顺序依次是：VT1、VT4一组，VT1、VT6一组，VT3、VT6一组，VT3、 VT2一组，VT5、VT2一组，VT5、VT4一组；在这种通电方式下，电机转子的转 动转矩是通电的两相电枢绕组所受到的转动转矩的矢量和，是单相绕组转矩倍，即

三相导通六状态模式下：

当位置传感器检测转子处于0～θ电角度的时刻，电机控制信号处理器控制 驱动电路中相应的开关MOS管导通；具体如下：从电角度0度开始，开关MOS 管的导通顺序依次为：VT4、VT1、VT6一组，VT1、VT6、VT3一组，VT6、VT3、 VT2一组，VT3、VT2、VT5一组，VT2、VT5、VT4一组，VT5、VT4、VT1一组， 以这种方式运转一周期，转子合成驱动转矩与双相方式下是一致的效果，均为 六状态，不过此时由于三相电流同时作用，其合成转矩的幅值为单相绕组转矩 的1.5倍；虽然每改变一次状态也只是更换一个开关MOS管，但是每个开关MOS 管的导通时间增加了。

7.根据权利要求6所述的一种基于角度变化的融合脉宽调制方法，其特征 在于，在双相导通六状态模式下，每一瞬间状态有两个开关MOS管导通，即每 隔1/6周期换相一次，并且每次只换相一个开关MOS管，不同桥臂之间左右换 相，每个开关MOS管导通120°电角度。

8.根据权利要求6所述的一种基于角度变化的融合脉宽调制方法，其特征 在于，在三相导通六状态模式下，是每一瞬间状态有三个开关MOS管导通，即 每隔1/6周期换相一次，每次换相时是同一桥臂的上下管之间换相，每个开关 MOS管导通180°电角度。