船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)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(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，無(wú)刷直流電機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率密度高、控制簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，在船舶電力推進(jìn)領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。在無(wú)刷直流電機(jī)120°導(dǎo)通所特有的換相過(guò)程中，由于電機(jī)繞組存在的電感效應(yīng)，無(wú)刷直流電機(jī)關(guān)斷相電流通過(guò)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(huì)導(dǎo)致較高的續(xù)流沖擊電壓，特別是對(duì)于船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)，無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)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(duì)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(guò)程引起的換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是產(chǎn)生無(wú)刷直流電機(jī)振動(dòng)、噪聲的主要原因之一，嚴(yán)重影響著船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的調(diào)速性能；從換相持續(xù)時(shí)間的角度來(lái)看，換相時(shí)間越短，換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)就越小。
[0003]截至目前，船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制技術(shù)研究甚少，本發(fā)明申請(qǐng)技術(shù)尚未見(jiàn)諸報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，在于提供一種船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制裝置及方法，其可有效削弱無(wú)刷直流電機(jī)的換相過(guò)程中的續(xù)流沖擊電壓和換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響，提尚電力推進(jìn)系統(tǒng)的可靠性和調(diào)速性能。
[0005]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0006]—種船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制裝置，用于對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的換相過(guò)程進(jìn)行控制；所述控制裝置包括直流電壓源和三相全橋逆變器，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(gè)功率管兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)構(gòu)成；所述三相全橋逆變器連接無(wú)刷直流電機(jī)。
[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(fù)極。
[0008]上述各功率管均連接反并聯(lián)二極管。
[0009]上述功率管采用M0SFET型功率管。
[0010]上述功率管采用IGBT型功率管。
[0011]—種基于如前所述的船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制裝置的控制方法，包括如下步驟:
[0012](1)確定無(wú)刷直流電機(jī)擬關(guān)斷相和三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管；
[0013](2)檢測(cè)與三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管同橋臂功率管上流過(guò)的換相續(xù)流電流，若所述換相續(xù)流電流不為0，則繼續(xù)開(kāi)通所述三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管；若所述換相續(xù)流電流為0，則關(guān)斷所述三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管。
[0014]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(wú)需改變無(wú)刷直流電機(jī)原有的運(yùn)行控制方式，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2是本發(fā)明控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明提供一種船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制裝置，用于對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)3的換相過(guò)程進(jìn)行控制，所述控制裝置包括直流電壓源1和三相全橋逆變器2，其中，三相全橋逆變器2由6個(gè)功率管21-26兩兩串聯(lián)形成三條橋臂后再并聯(lián)構(gòu)成，具體來(lái)說(shuō)，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1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1的負(fù)極，由直流電壓源1為三相全橋逆變器2提供電源，其中，所述6個(gè)功率管可同時(shí)采用M0SFET型功率管或IGBT型功率管，且每個(gè)功率管還分別連接一個(gè)反并聯(lián)二極管。所述功率管21、23、25的源極分別與無(wú)刷直流電機(jī)3的A、B、C三相對(duì)應(yīng)連接。
[0019]基于以上控制裝置，本發(fā)明還提供一種船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制方法，包括如下步驟:
[0020](1)確定無(wú)刷直流電機(jī)擬關(guān)斷相和三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管；
[0021](2)檢測(cè)與三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管同橋臂功率管上流過(guò)的換相續(xù)流電流，若所述換相續(xù)流電流不為0，則繼續(xù)開(kāi)通所述三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管；若所述換相續(xù)流電流為0，則關(guān)斷所述三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管。
[0022]以無(wú)刷直流電機(jī)AB—>AC的換相過(guò)程為例，首先確定無(wú)刷直流電機(jī)擬關(guān)斷相為B相，三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管為功率管26 ;則需檢測(cè)與功率管26同橋臂的功率管23上流過(guò)的換相續(xù)流電流，若檢測(cè)到的換相續(xù)流電流不為0，則繼續(xù)開(kāi)通功率管26 ;若檢測(cè)到的換相續(xù)流電流為0，則關(guān)斷功率管26。
[0023]以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)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(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制裝置，用于對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的換相過(guò)程進(jìn)行控制；其特征在于:所述控制裝置包括直流電壓源和三相全橋逆變器，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(gè)功率管兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)構(gòu)成；所述三相全橋逆變器連接無(wú)刷直流電機(jī)。2.如權(quán)利要求1所述的船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)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(fù)極。3.如權(quán)利要求1或2所述的船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制裝置，其特征在于:所述各功率管均連接反并聯(lián)二極管。4.如權(quán)利要求1或2所述的船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制裝置，其特征在于:所述功率管采用MOSFET型功率管。5.如權(quán)利要求1或2所述的船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制裝置，其特征在于:所述功率管采用IGBT型功率管。6.一種基于如權(quán)利要求1所述的船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制的控制方法，其特征在于包括如下步驟: (1)確定無(wú)刷直流電機(jī)擬關(guān)斷相和三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管； (2)檢測(cè)與三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管同橋臂功率管上流過(guò)的換相續(xù)流電流，若所述換相續(xù)流電流不為0，則繼續(xù)開(kāi)通所述三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管；若所述換相續(xù)流電流為0，則關(guān)斷所述三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制裝置，包括直流電壓源和三相全橋逆變器，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(gè)功率管兩兩串聯(lián)后再并聯(lián)構(gòu)成；所述三相全橋逆變器連接無(wú)刷直流電機(jī)。本發(fā)明還公開(kāi)一種船用大功率無(wú)刷直流電機(jī)裝置的換相過(guò)程控制方法，步驟是：確定無(wú)刷直流電機(jī)擬關(guān)斷相和三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管；檢測(cè)與三相全橋逆變器擬關(guān)斷功率管同橋臂功率管上流過(guò)的換相續(xù)流電流，若換相續(xù)流電流不為0，則繼續(xù)開(kāi)通擬關(guān)斷功率管；若為0則關(guān)斷擬關(guān)斷功率管。本發(fā)明可有效削弱無(wú)刷直流電機(jī)的換相過(guò)程中的續(xù)流沖擊電壓和換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響，提高電力推進(jìn)系統(tǒng)的可靠性和調(diào)速性能。
【IPC分類】H02P7/28
【公開(kāi)號(hào)】CN105375837
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510819644
【發(fā)明人】魏海峰, 韋漢培
【申請(qǐng)人】江蘇科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年11月23日