[发明专利]一种高度集成的电机驱动和充放电器一体化拓扑

摘要

本发明公开了一种高度集成的电机驱动和充放电器一体化拓扑，属于电力传动技术领域。本发明以前级双向DC/DC变换器与后级四桥臂双向变换器作为电机驱动和充放电器一体化拓扑，四桥臂双向变换器作为电机驱动逆变器和充放电变换器，但不同时工作，在实现蓄电池与电网能量双向流动时，将电机定子绕组作为并网的滤波电感。本方法能够通过一体化拓扑实现多种功能，包括电机驱动、充放电器技术中的整流功能和并网逆变功能；使用电机绕组作为滤波电感，消除了额外的滤波电感，大大节省开关器件和储能元件的使用，提高了系统的功率密度，有效抑制入网电流谐波；并且三相并联的单相充放电结构具有一定的容错性能。

主权项

一种高度集成的电机驱动和充放电器一体化拓扑，其特征在于，包括蓄电池、双向DC/DC变换器、四桥臂双向变换器、永磁同步电机本体、开关器件S₁、单相电网，所述蓄电池的两端连接双向DC/DC变换器的输入端，所述双向DC/DC变换器的输出端连接四桥臂双向变换器的正负极，所述四桥臂双向变换器每个桥臂的中点引出一根输出线，与电机的三相线和电网的一端相连接，电网的另一端连接开关器件S₁的一端，开关器件S₁的另一端连接电机的中性点，所述四桥臂双向变换器可工作为整流器和逆变器，包括如下模式：模式1，当电机处于运行状态时，开关S₁处于断开状态使电机定子绕组中性点与电网分离，开关管T₁、T₂、T₃、、T₄、T₅、T₆形成三相全桥结构，开关管T7、T8处于断开状态，蓄电池通过双向DC/DC变换器得到稳定的直流母线电压，通过矢量控制驱动电机工作；模式2，当电机处于不运行状态时，开关S₁处于闭合状态使电机定子绕组中性点与电网连接，电机的三相定子绕组作为三个滤波电感，上桥臂开关管T₁、T₃、T₅、T₇同时开通或关断，对应的下桥臂开关管T₂、T₄、T₆、T₈同时关断或开通，通过单相充放电结构并联集成形成三相并联的单相充放电结构，即开关管T₁、T₂、T₇、T₈形成单相H桥结构，通过电网电流的闭环控制产生4个开关信号驱动开关管，蓄电池、双向DC/DC变换器、H桥结构、电机定子A相绕组、单相电网构成单相充放电结构；开关管T₃、T₄、T₇、、T₈形成单相H桥结构，通过电网电流的闭环控制产生4个开关信号驱动开关管，蓄电池、双向DC/DC变换器、H桥结构、电机定子B相绕组、单相电网构成单相充放电结构；开关管T₅、T₆、T₇、、T₈形成单相H桥结构，通过电网电流的闭环控制产生4个开关信号驱动开关管，蓄电池、双向DC/DC变换器、H桥结构、电机定子C相绕组、单相电网构成单相充放电结构。