[发明专利]一种电机启动及调速控制电路及其驱动控制方法

说明书

本发明适用于电力电子及电子控制领域，提供了一种电机变频启动及调速控制电路及其驱动控制方法，该电路包括：变频控制单元，用于生成触发信号；双向开关单元，用于根据所述触发信号控制双向选通，从而将单相工频交流电源转变为三相变频交流电源，并形成可变转速的电机旋转磁场，控制电机启动及调速；保护单元，用于检测电机电流，并通过脉宽调制斩波控制电机电流。本发明触控信号控制双向可控硅在单相工频交流电源下进行双向导通，并通过双向可控硅在选择性导通过程中产生三相变频交流电及可变转速的电机旋转磁场，从而实现电机的启动及调速，并且本发明结构简单可靠，成本低，拓展了三相永磁及异步电机的使用范围。

技术领域

本发明属于电机领域，尤其涉及一种电机启动及调速控制电路及其驱动控制方法。

背景技术

目前，三相永磁同步电机以其结构简单、牢固、运行高效、速度稳定，在人民生产、生活中应用越来越广泛，其中三相永磁同步电机与BLDC(Brushless Direct CurrentMotor，无刷直流电机)驱动器的结合使用，具有体积小、重量轻、效率高、可调节转速、结构简单、工作可靠、维护方便等优点，能够适应电机小型轻量化、高输出功率、以及在直流供电下使用，因而越来越多地被应用于家用电器、电动工具、医疗器械以及轻工设备中。

然而，三相永磁同步电机却无法在单相工频交变电源下工作，即便三相永磁同步电机的定子绕组在接通三相工频交变电源时，会产生与电压频率同步的旋转磁场，但当转子磁极静止时，其转动惯量及其负载转矩较大时，快速旋转的定子磁场使得转子正反向合成转矩为0，因此，转子无法自行启动旋转，造成三相同步永磁电机失步及启动失败。

在现有技术中，通常采用在三相永磁同步电机的转子上设置启动鼠笼绕组的方式使其产生异步感应转矩启动，或采用变频调速器使定子磁场慢慢加速旋转，从而使电机永磁转子能够慢慢加速旋转起来，实现永磁同步电机的启动。

但是，由于在转子上加启动鼠笼绕组工艺复杂、成本较高，而变频调速驱动器价格又较贵，无法使三相永磁同步电机使用在更多的场合，因此采用现有技术的永磁同步电机影响了三相永磁同步电机的推广使用。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电机启动及调速控制电路，旨在解决现有方式实现三相永磁同步电机启动时的，工艺复杂、成本较高的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种电机启动及调速控制电路，连接于单相固定频率交流电源与三相电机之间，所述电路包括：

变频控制单元，用于生成触发信号，所述变频控制单元的第一电源端、第二电源端分别与单相固定频率交流电的两端连接，所述变频控制单元的三个输出端对应与电机的U端、V端、W端连接；

双向开关单元，用于根据所述触发信号控制双向选通，从而将单相工频交流电源转变为三相可变频率交流电，并形成可变转速的电机旋转磁场，控制电机的启动及调速运行，所述双向开关单元的第一输入端与所述变频控制单元的第一电源端连接，所述双向开关单元的多个触发控制端与所述变频控制单元的多个触发输出端对应连接，所述双向开关单元的第一输出端、第二输出端、第三输出端对应与电机的U端、V端、W端连接；

保护单元，用于检测电机电流，并通过脉宽调制斩波控制电机电流，所述保护单元的第一端与所述双向开关单元的第二输入端连接，所述保护单元的第二端与所述变频控制单元的第二电源端连接，所述保护单元的检测输出端与所述变频控制单元的反馈端连接，所述保护单元的脉宽控制端与所述变频控制单元的脉宽触发端连接。

本发明实施例的另一目的在于，提供一种包括上述电机启动及变频控制电路的驱动控制方法，所述触发信号控制所述半控型双向电子开关两开关同时导通，所述触发信号的正转循环切换顺序为六步：

12/45交替导通—23/56交替导通—34/61交替导通—45/12交替导通—56/23交替导通—61/34交替导通—；

所述触发信号的反转循环切换顺序与正转循环切换顺序相反。