船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制裝置，包括直流電壓源、三相全橋逆變器和6個門極可關(guān)斷晶閘管，三相全橋逆變器由6個功率管兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)構(gòu)成，而6個功率管與6個門極可關(guān)斷晶閘管一一對應(yīng)并聯(lián)；三相全橋逆變器連接永磁無刷直流電機。本發(fā)明還公開一種船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制方法，在換相過程開始時刻，開通與三相全橋逆變器中處于關(guān)斷狀態(tài)的功率管并聯(lián)的門極可關(guān)斷晶閘管，關(guān)斷其余5個門極可關(guān)斷晶閘管；在換相過程結(jié)束時刻，關(guān)斷全部門極可關(guān)斷晶閘管。本發(fā)明可有效削弱船舶電力推進永磁無刷直流電機在換相過程中的續(xù)流沖擊電壓和換相轉(zhuǎn)矩脈動的影響，提高電力推進系統(tǒng)的可靠性和調(diào)速性能。
【專利說明】
船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于船舶電力推進技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程過程控制裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，永磁無刷直流電機因其結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高、控制簡單等諸多優(yōu)點，在船舶電力推進領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。在永磁無刷直流電機120°導(dǎo)通所特有的換相過程中，由于電機繞組存在的電感效應(yīng)，永磁無刷直流電機關(guān)斷相電流通過與三相全橋逆變器關(guān)斷功率管同橋臂功率管的體二極管續(xù)流，將會導(dǎo)致較高的續(xù)流沖擊電壓。特別是對于船舶電力推進系統(tǒng)，永磁無刷直流電機運行于高電壓、大電流的工況，這種續(xù)流沖擊電壓將更為可觀，對功率器件的危害也更為嚴(yán)重，因此而導(dǎo)致的事故比比皆是。而且，因換相過程引起的換相轉(zhuǎn)矩脈動是產(chǎn)生永磁無刷直流電機振動、噪聲的主要原因之一，嚴(yán)重影響著船舶電力推進系統(tǒng)的調(diào)速性能;從換相過程持續(xù)時間的角度來看，換相過程時間越短，換相轉(zhuǎn)矩脈動就越小。
[0003]截至目前，船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制技術(shù)研究甚少，本發(fā)明申請技術(shù)尚未見諸報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，在于提供一種船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制裝置及方法，其可有效削弱船舶電力推進永磁無刷直流電機在換相過程中的續(xù)流沖擊電壓和換相轉(zhuǎn)矩脈動的影響，提高電力推進系統(tǒng)的可靠性和調(diào)速性能。
[0005]為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0006]—種船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制裝置，用于對永磁無刷直流電機的換相過程進行控制;所述控制裝置包括直流電壓源、三相全橋逆變器和6個門極可關(guān)斷晶閘管，其中，所述直流電壓源為三相全橋逆變器提供電源，所述三相全橋逆變器由6個功率管兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)構(gòu)成，而6個功率管與6個門極可關(guān)斷晶閘管一一對應(yīng)并聯(lián);所述三相全橋逆變器連接永磁無刷直流電機。
[0007]上述三相全橋逆變器包括第一至第六功率管，第一功率管的源極連接第四功率管的漏極，第三功率管的源極連接第六功率管的漏極，第五功率管的源極連接第二功率管的漏極，第一、三、五功率管的漏極連接在一起，并共同連接直流電壓源的正極，第四、六、二功率管的漏極連接在一起，并共同連接直流電壓源的負極。
[0008]上述功率管采用MOSFET型功率管。
[0009]上述功率管采用IGBT型功率管。
[0010]—種基于如前所述的船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制方法，包括如下內(nèi)容:在換相過程開始時刻，開通與三相全橋逆變器中處于關(guān)斷狀態(tài)的功率管并聯(lián)的門極可關(guān)斷晶閘管，關(guān)斷其余5個門極可關(guān)斷晶閘管;在換相過程結(jié)束時刻，關(guān)斷全部6個門極可關(guān)斷晶閘管。
[0011 ]采用上述方案后，本發(fā)明的控制裝置成本較低，且在控制方法上無需改變永磁無刷直流電機原有的運行控制方式，實現(xiàn)簡單。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0013]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案及有益效果進行詳細說明。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明提供一種船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制裝置，用于對永磁無刷直流電機4的換相過程進行控制，所述控制裝置包括直流電壓源1、三相全橋逆變器2和6個門極可關(guān)斷晶閘管31-36，其中，三相全橋逆變器2由6個功率管21-26兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)構(gòu)成，具體來說，功率管21的源極連接功率管24的漏極，功率管23的源極連接功率管26的漏極，功率管25的源極連接功率管22的漏極，功率管21、23、25的漏極連接在一起，并共同連接直流電壓源I的正極，而功率管24、26、22的漏極連接在一起，并共同連接直流電壓源I的負極，由直流電壓源I為三相全橋逆變器2提供電源，其中，所述功率管可采用MOSFET型功率管或IGBT型功率管。所述功率管21、23、25的源極分別與永磁無刷直流電機的A、B、C三相對應(yīng)連接，且所述6個門極可關(guān)斷晶閘管31-36與6個功率管21-26—一對應(yīng)并聯(lián)。
[0015]基于以上控制裝置，本發(fā)明還提供一種船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制方法，其內(nèi)容是:在換相過程開始時刻，開通與三相全橋逆變器中處于關(guān)斷狀態(tài)的功率管并聯(lián)的門極可關(guān)斷晶閘管，關(guān)斷其余5個門極可關(guān)斷晶閘管;在換相過程結(jié)束時刻，關(guān)斷全部6個門極可關(guān)斷晶閘管。
[0016]以永磁無刷直流電機AB->AC的換相過程為例，換相過程開始時刻，關(guān)斷功率管為功率管26，則開通門極可關(guān)斷晶閘管36，關(guān)斷門極可關(guān)斷晶閘管31-35。
[0017]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制裝置，用于對永磁無刷直流電機的換相過程進行控制；其特征在于:所述控制裝置包括直流電壓源、三相全橋逆變器和6個門極可關(guān)斷晶閘管，其中，所述直流電壓源為三相全橋逆變器提供電源，所述三相全橋逆變器由6個功率管兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)構(gòu)成，而6個功率管與6個門極可關(guān)斷晶閘管一一對應(yīng)并聯(lián);所述三相全橋逆變器連接永磁無刷直流電機。2.如權(quán)利要求1所述的一種永磁無刷直流電機換相過程控制裝置，其特征在于:所述三相全橋逆變器包括第一至第六功率管，第一功率管的源極連接第四功率管的漏極，第三功率管的源極連接第六功率管的漏極，第五功率管的源極連接第二功率管的漏極，第一、三、五功率管的漏極連接在一起，并共同連接直流電壓源的正極，第四、六、二功率管的漏極連接在一起，并共同連接直流電壓源的負極。3.如權(quán)利要求1或2所述的船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制裝置，其特征在于:所述功率管采用MOSFET型功率管。4.如權(quán)利要求1或2所述的船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制裝置，其特征在于:所述功率管采用IGBT型功率管。5.—種基于如權(quán)利要求1所述的船舶電力推進永磁無刷直流電機換相過程控制裝置的控制方法，其特征在于包括如下內(nèi)容:在換相過程開始時刻，開通與三相全橋逆變器中處于關(guān)斷狀態(tài)的功率管并聯(lián)的門極可關(guān)斷晶閘管，關(guān)斷其余5個門極可關(guān)斷晶閘管;在換相過程結(jié)束時刻，關(guān)斷全部6個門極可關(guān)斷晶閘管。
【文檔編號】H02P6/14GK105978417SQ201510819645
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年11月23日
【發(fā)明人】張懿, 繆維娜
【申請人】江蘇科技大學(xué)