[发明专利]电机及其驱动电路与驱动方法

说明书

本发明提供一种电机及其驱动电路及驱动方法，所述电机驱动电路包括可控双向交流开关及数据处理单元。所述可控双向交流开关与电机的定子绕组串联连接于外部交流电源的两端；所述数据处理单元检测所述外部交流电源的电压过零点及电压极性，并根据外部交流电源的电压极性及永磁转子的磁极位置以预定方式控制所述可控双向交流开关的导通与截止状态，当根据外部交流电源的电压极性及永磁转子的磁极位置需导通所述可控双向交流开关时，在电压过零点之后延迟一定时间发送驱动脉冲至所述可控双向交流开关以减小流过所述定子绕组的电流与反电动势的相位差，以提高电机功率效率。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及电机的驱动电路及驱动方法。

背景技术

同步电机因其体积小、运行效率高等特性越来越广泛地应用到各个领域。电机的电磁转矩可根据磁共能W_co计算如下，可以注意到，电枢绕组的自感和互感系数依赖于转子位置角θ，这样，电磁转矩可以由以下等式获得：其中，Z为相数；F_m为等效磁动势(MMF)，P_m为磁路功率，i为定子绕组电流；M_im为定子绕组和磁铁的一圈等效电路之间的互感。定子绕组的电动势(EMF)e_i与磁通量相关，可由以下公式计算其中，φ_im是磁铁产生的磁通量。根据上述两个公式，可得出因此可以看出，反电动势乘以定子绕组电流正是电机产生机械功的手段，如果反电动势与定子绕组电流的乘积小于0，例如，当反电动势与定子绕组电流不同相，如图1所示，电机中将产生与正转矩(+T)相反的负转矩(-T)，这将会降低电机的功率效率(power efficiency)。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可提高电机功率效率的电机驱动电路，及应用该电机驱动电路的电机和电机驱动方法。

本发明的实施例提供一种电机驱动电路，用于驱动电机的永磁转子相对于定子转动，所述定子包括定子磁芯及缠绕于定子磁芯上的定子绕组，所述驱动电路包括：

可控双向交流开关，与所述定子绕组串联连接于外部交流电源的两端；以及

数据处理单元，被配置为检测所述外部交流电源的电压过零点及电压极性，并根据外部交流电源的电压极性及永磁转子的磁极位置以预定方式控制所述可控双向交流开关的导通与截止状态，当根据外部交流电源的电压极性及永磁转子的磁极位置需导通所述可控双向交流开关时，在电压过零点之后延迟一定时间发送驱动脉冲至所述可控双向交流开关以减小流过所述定子绕组的电流与反电动势的相位差。

作为一种优选方案，从电压过零点至发送驱动脉冲至所述可控双向交流开关的延迟时间根据所述外部交流电源的电压值、外部交流电源的频率、定子绕组的电感值、定子绕组的内阻、所述电机的温度或所述电机周边环境的温度、所述数据处理单元的温度中至少一项来确定。

作为一种优选方案，所述外部交流电源的某一角度对应的电压值越大，所述延迟时间越长；或所述外部交流电源的某一角度对应的电压值分为多个电压值区间，每一电压值区间对应一延迟时间，所在区间的电压值越大，所述延迟时间越长。

作为一种优选方案，所述外部交流电源的频率越低，所述延迟时间越长；或所述外部交流电源的频率分为多个频率区间，每一频率区间对应一延迟时间，所在区间的频率越低，所述延迟时间越长。

作为一种优选方案，所述定子绕组的电感值越小，所述延迟时间越长；或所述定子绕组的电感值分为多个电感值区间，每一电感值区间对应一延迟时间，所在区间的电感值越小，所述延迟时间越长。

作为一种优选方案，所述定子绕组的内阻越小，所述延迟时间越长。

作为一种优选方案，所述电机驱动电路进一步包括一温度传感器，所述温度传感器用于实时感测所述电机的温度或者所述电机周边环境的温度，所述延迟时间根据所感测的温度的变化而变化。