[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

说明书

技术领域

本发明涉及变频电机领域，尤其涉及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。

背景技术

变频永磁电机是一种应用非常广泛的变频用的电机，其结构简单，性能优 越，发展前景广阔。变频永磁电机是在有刷直流电动机基础上发展起来的一种 新型机电一体化的电动机，它利用电子换向器取代机械电刷和机械换向器，使 这种电机不仅保留了直流电机的原有的优良性能，而且具有交流电动机的结构 简单、运行可靠、维护方便等优点。变频永磁电机主要由电机本体、转子位置 传感器和驱动电路三部分组直流电源通过电子开关电路向电动机定子绕组供 电，位置传感器随时检测到转子所处的位置，并根据转子的位置信号来控制开 关MOS管的导通和截止，从而控制电机的运转。可见，除电机主体外，驱动电 路是永磁电动机整体性能得以提高的关键，而驱动电路不同的控制方式则会使 电机产生不同的性能。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供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，通过对变频电机驱动器进行设计，使得导通模式下每 周期共同12个状态，可使变频电机驱动的理想波形与实际波形基本吻合，使得 变频电机在高速运行时不产生失真，可提高变频电机的驱动效率。

为此，本发明第一方面提供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，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。

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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

本发明第二方面提供一种基于角度变化的融合脉宽调制方法，基于上述的 变频电机驱动器，先设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：