[发明专利]一种永磁同步电机续流储能消磁装置及其实现方法

权利要求书

1.一种永磁同步电机续流储能消磁装置，其特征在于，在基于三相定子绕组星形接法的永磁同步电机的功率驱动模块基础上，增设续流储能模块和统一为对储能的电容电压变化监测消磁完成情况的监测模块；所述续流储能模块包括MOS管Q7、二极管VD及储能的电容C2；将电源VDC的正极与功率驱动模块供电的母线断开，从电源VDC的正极正向串接二极管VD后接入功率驱动模块供电的母线上；电容C2的负极与电源VDC的正极相连接，电容C2的正极与MOS管Q7的漏极相连接，MOS管Q7的源极与二极管VD的阴极相连接，MOS管Q7的栅极与单片机输出相连接；单片机的A/D输入与监测模块的输出相连接，通过监测模块直接从电容C2两端釆样电容C2电压变化，或间接从电容C2正极至电源VDC负极之间获取电压，以稳压管稳压降低电源VDC电压对釆样精度的影响后采样电容C2电压变化。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机续流储能消磁装置，其特征在于，所述监测模块包括稳压管DZ1、开关管T1、开关管T2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5；用于从电容C2正极至电源VDC负极之间获取电压，以稳压管DZ1稳压滤除电源VDC电压干扰后间接釆样；稳压管DZ1的阴极与电容C2的正极相连接，稳压管DZ1的阳极与开关管T1的高电位端相连接，开关管T1的低电位端依次串接电阻R1、电阻R2后与电源VDC的负极相连接，从电阻R1与电阻R2的连接处引线接入单片机的A/D输入，开关管T1的控制端串接电阻R3后与开关管T2的高电位端相连接，开关管T2的低电位端与电源VDC的负极相连接，开关管T2的控制端分别与电阻R4的一端和电阻R5的一端相连接，电阻R4的另一端与电源VDC的负极相连接，电阻R5的另一端与单片机I/O的输出相连接。

3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机续流储能消磁装置，其特征在于，所述监测模块包括稳压管DZ2、开关管T3、光电耦合器U1、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10；用于从电容C2正极至电源VDC负极之间获取电压，以稳压管DZ2稳压滤除电源VDC电压干扰后间接釆样；稳压管DZ2的阴极与电容C2的正极相连接，稳压管DZ2的阳极与光电耦合器U1中光敏三极管的集电极相连接，光电耦合器U1中光敏三极管的发射极依次串接电阻R6、电阻R7后与电源VDC的负极相连接，从电阻R6与电阻R7的连接处引线接入单片机的A/D输入，光电耦合U1中发光二极管的阳极串接电阻R8后接入单片机电源，光电耦合器U1中发光二极管的阴极与开关管T3的高电位端相连接，开关管T3的低电位端与电源VDC的负极相连接，开关管T3的控制端分别与电阻R9的一端和电阻R10的一端相连接，电阻R9的另一端与电源VDC的负极相连接，电阻R10的另一端与单片机I/O的输出相连接。

4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机续流储能消磁装置，其特征在于，所述监测模块包括电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、光电耦合器U2、光电耦合器U3、开关管T4；用于直接从电容C2两端获取电压进行釆样；光电耦合器U2中发光二极管的阳极串接电阻R11后与电容C2的正极相连接，光电耦合器U2中发光二极管的阴极与光电耦合器U3中光敏三极管的集电极相连接，光电耦合器U3中光敏三极管的发射极与电容C2的负极相连接，光电耦合器U3中发光二极管的阳极串接电阻R13后接入单片机电源，光电耦合器U3中发光二极管的阴极与开关管T4的高电位端相连接，开关管T4的低电位端与电源VDC的负极相连接，开关管T4的控制端分别与电阻R14的一端和电阻R15的一端相连接，电阻R14的另一端与电源VDC的负极相连接，电阻R15的另一端与单片机I/O的输出相连接，光电耦合器U2中光敏三极管的集电极串接电阻R12后接入单片机电源，光电耦合器U2中光敏三极管的发射极串接电阻R16后与电源VDC的负极相连接，从光电耦合器U2中光敏三极管的发射极引线接入单片机的A/D输入。

5.一种根据权利要求1至4中任一项所述永磁同步电机续流储能消磁装置的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

⑴ 对于不同的电源VDC电压均统一为采用监测电容C2电压变化，做为判断消磁是否完成的条件，单片机通过监测模块直接从电容C2两端釆样电容C2电压变化，或间接从电容C2正极至电源VDC负极之间获取电压，以稳压管稳压降低电源VDC电压对釆样精度的影响后采样电容C2电压变化；

⑵ 停机时：

单片机输出导通控制信号至MOS管Q7的栅极，功率驱动模块中以续流二极管续流，在功率驱动模块中续流二极管的作用下，反向电动势使MOS管Q7反向导通，三相绕组产生的反向电动势由功率驱动模块中相应的续流二极管有效地构成通路，经导通的MOS管Q7续流消除剩磁向电容C2储能，

单片机输出开启控制信号控制监测模块开启电压监测；

⑶ 根据釆样电压变化趋势认定消磁完成时：

单片机输出关断控制信号至MOS管Q7的栅极，MOS管Q7关断，

单片机输出关闭控制信号控制监测模块关闭电压监测，有效的使电容C2上电量不流失和节能；

⑷ 当超前认定了消磁完成时，由MOS管Q7中寄生二极管接替MOS管Q7导通参与续流消除剩磁向电容C2储能，直至续流完全结束；

⑸ 当滞后认定了消磁完成时，在滞后的时间内MOS管Q7变为正向导通，但由于功率驱动模块中以续流二极管续流，从而有效的不会发生使电容C2中所储电量错误地流向电机绕组中；

⑹ 起动时，单片机控制MOS管Q7导通且限时关断，从而在限时的时间内以高压励磁起动电机。