[实用新型]一种三相永磁电机驱动电路

说明书

本实用新型涉及电机驱动技术领域，具体涉及一种三相永磁电机驱动电路，包括三相半桥逆变电路，三相半桥逆变电路由三个单相半桥逆变电路并联而成，三相半桥逆变电路还与一个电容器并联连接，三相半桥逆变电路与电容器均由直流电源供电；三相半桥逆变电路的外部输出端引出有三相线，且三相线中每根相线中均串联有一个高压半导体器件，三相线的末端均与三相永磁电机电性连接并驱动三相永磁电机；本实用新型解决了该电机在用传统三相半桥驱动时安全性与控制性能存在矛盾的问题；还可采用与直流侧匹配的较低电压等级的半导体器件，可以降低成本及体积，同时还可采用较高的开关频率，以满足控制性能要求。

技术领域

本实用新型涉及电机驱动技术领域，具体涉及一种三相永磁电机驱动电路。

背景技术

三相永磁电机应用成熟，是当前主流的电机类型之一。三相永磁电机驱动电路多采用三相半桥拓扑，相关调制技术包括SPWM及SVPWM等，已发展到十分成熟。为获得较高的功率密度，永磁电机设计的最高转速反电势往往高于前级直流母线电压，因而在高速段需要使用弱磁升速技术，但同时考虑到控制失效等故障情况，永磁电机的最高速反电势应低于前级电路包括三相半桥开关管、电池系统及回路其它用电设备的最高耐受电压。

这在一定程度上限制了永磁电机设计时可达到的弱磁深度，进而限制了某些特定环境下永磁电机的功率密度进一步提高。此外，半导体开关器件如IGBT等，其耐压等级越高，通常开关损耗越大，可使用的开关频率越低；但控制电机的高速运转则需要三相半桥开关频率与电机转速相匹配，才可达到较好的控制效果。

然而传统的三相半桥结构，在驱动反电势极高的电机时，若选用与直流母线匹配的较低电压等级的半导体开关，则存在安全风险，若选用与电机反电势匹配的较高电压等级的半导体开关，则存在成本高、开关损耗大造成效率极低的问题。

实用新型内容

本实用新型为解决三相半桥在永磁电机高速运行中反电势远高于前级直流电压时可能会产生反灌电流，引起电力电子装置或驱动桥半导体损坏的情况，需要在永磁电机高速运行深度弱磁控制失效时，避免反向电流，将极高的反电势限制在电机侧，而设计了一种三相永磁电机驱动电路。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种三相永磁电机驱动电路，包括三相半桥逆变电路，所述三相半桥逆变电路由三个单相半桥逆变电路并联而成，所述三相半桥逆变电路还与一个电容器并联连接，所述三相半桥逆变电路与所述电容器均由直流电源供电；所述三相半桥逆变电路的外部输出端引出有三相线，且所述三相线中每根相线中均串联有一个高压半导体器件，所述三相线的末端均与三相永磁电机电性连接并驱动三相永磁电机。

作为上述方案的进一步改进，每一个所述单相半桥逆变电路均由一个上臂单元及一个下臂单元串联连接组成。

作为上述方案的进一步改进，所述上臂单元及所述下臂单元均为绝缘栅双极型晶体管或者金属-氧化物半导体场效应晶体管。

作为上述方案的进一步改进，一种三相永磁电机驱动电路的控制方法，包括以下几种情况：

a 、正常运行时，三相永磁电机深度弱磁控制，在高速运行状态下其反电势仍低于直流侧，三相半桥逆变电路中逆变电路高速开关，满足控制性能，三相线上高压半导体器件处于常通状态，不进行开关动作；

b、高速运行发生故障，深度弱磁控制失效时，三相永磁电机反电势远高于前级直流输入电压，此时三相线上高压半导体器件关断，将极高的反电势限制在三相永磁电机侧，不对三相半桥逆变电路中三相半桥结构及前级回路造成影响；

c、在控制部分断电或停止工作，三相永磁电机被高速拖动运行时，三相线上高压半导体器件处于关断状态，也可实现抑制电机反电势对前级回路造成损坏的效果。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：