电动驱动装置、电动驱动系统以及电动设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种具有进制式结构的电动驱动装置、电动驱动系统以及电动设备。本实用新型专利技术提供的电动驱动控制装置，设置在电动设备中，用于驱动电动设备内的多相电机，包括：直流电源；指令发送部；电流传感器；输出传感器；控制器；驱动器；功率变换器，其中，功率变换器具有(i+j)个相互独立且参数相同的功率变换单元，控制器包含至少两个独立输出电机控制信号的控制单元，驱动器具有(i+j)个相互独立且参数相同的驱动单元，i个驱动单元接收一个控制单元输出的电机控制信号，j个驱动单元接收其他的控制单元输出的电机控制信号，j为大于1的正整数，i为1。

Electric drive device, electric drive system and electric equipment

The utility model provides an electric drive device with an electronic structure, an electric drive system and an electric device. Electric drive control device provided by the utility model is arranged on the electric equipment, for driving the electric equipment inside the multiphase motor, including: DC power supply; sending command; current sensor; sensor; controller; driver; power converter, the power converter (i+j) with independent and parameters the same power conversion unit, the controller contains at least two independent output signal to control the motor control unit, drive (i+j) with independent and the same parameters of the drive unit, I driving unit receives a motor control unit outputs a control signal, J motor drive unit receives the control unit outputs a control signal to the other and j is a positive integer greater than 1, I is 1.

【技术实现步骤摘要】
电动驱动装置、电动驱动系统以及电动设备
本技术属于电机领域，特别涉及一种电动驱动装置、包含该电动驱动装置的电动驱动系统以及电动设备。
技术介绍
我国作为制造业大国，随着经济社会的发展，在资源环境、人力成本等多方面受到的制约会越来越多，我国制造业正面临着产业转型、升级换代的严峻挑战。实现制造业的升级，必然需要发展先进的高端装备制造业。与国际先进技术水平相比，我国在这一领域仍然存在一定差距。研究高性能电动驱动装置，有利于支持和促进我国这一领域的发展进步。在高性能电动驱动装置中，为了获得更快的动态响应、更好的稳态性能，增加电流负反馈控制，即、在控制转速或转矩的同时对流经电机绕组的线电流进行控制。在数字控制系统中，由于功率变换器、驱动器、控制器和传感器等并不是连续的模拟系统，存在死区、时滞、不确定性、扰动和非线性等一系列影响因素，导致了线电流的变化不是连续的，存在电流最小变化量。而电机电流的最小变化量进一步影响了稳态性能的优劣。在如图2所示的三相电动驱动装置中，电机的线电流是由功率变换器提供的，功率变换器中每相的上下桥臂都是由多个功率开关管并联组成的，每个功率开关管均存在输出电流最小变化量，所以电机的线电流的最小变化量是多个并联功率开关管的输出电流最小变化量的总和。在电动驱动装置中，功率越大，电流分辨率也越大。这个问题严重影响了大功率的电动设备，如高速电梯、数控机床、电驱动列车、电动汽车和电动飞行器的性能。
技术实现思路
本技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种具有进制式结构的电动驱动装置、电动驱动系统以及电动设备。<结构一>本技术提供了一种电动驱动控制装置，设置在电动设备中，用于驱动电动设备内的多相电机，多相电机具有(i+j)个相互独立且参数相同的多相绕组单元，包括：直流电源，具有与多相电机的额定线电压相对应的恒定电压，用于提供与多相电机的额定线电流相对应的线电流；指令发送部，发送与多相电机输出的转速或转矩的值相对应的指令信号；电流传感器，检测多相绕组单元的线电流值，并发送对应的电流反馈信号；输出传感器，检测多相电机输出的转速或转矩，并发送对应的输出反馈信号；控制器，根据指令信号、电流反馈信号和输出反馈信号计算并输出运行控制信号以及电机控制信号；驱动器，在运行控制信号作用下进入工作状态或停止状态，在工作状态下根据电机控制信号产生驱动信号；以及功率变换器，在驱动信号的作用下将直流电转换为多相电机需要的线电流，其特征在于：其中，功率变换器具有与(i+j)个多相绕组单元一一对应连接的(i+j)个相互独立且参数相同的功率变换单元，控制器包含至少两个独立输出电机控制信号的控制单元，驱动器具有(i+j)个相互独立且参数相同的驱动单元，分别与(i+j)个功率变换单元相连接，i个驱动单元接收一个控制单元输出的电机控制信号，j个驱动单元接收其他的控制单元输出的电机控制信号，j为大于1的正整数，i为1。在本技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，当功率变换单元的单个功率变换电路正常输出的最大连续工作电流有效值为I1，多相电机的最大线电流有效值为IN时，多相绕组单元的个数j满足下述条件：(i+j)＞IN÷I1，其中，j为大于1的正整数，i为1。在本技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，多相电机为异步电机、同步电机、开关磁阻电机、无刷直流电机中的任意一种，多相电机绕组的并绕根数能被多相绕组单元的个数(i+j)整除，多相电机绕组和多相绕组单元的绕组相数、绕组相序、绕组匝数、绕组连接方式和额定电压相同。在本技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，直流电源为电池组或整流电源。在本技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，功率变换单元是由至少一个智能功率模块构成的或者包含多个类型和参数相同的功率开关管，功率开关管为电力场效应晶体管、门极可关断晶闸管、集成门极换流晶闸管、绝缘栅双极型晶体管、电力双极型晶体管和门极换流晶闸管中的任意一种。<结构二>进一步，本技术还提供了一种电动驱动系统，设置在电动设备中，用于驱动电动设备，其特征在于，包括：多相电机，具有额定线电压和额定线电流，具有(i+j)个相互独立且参数相同的多相绕组单元；以及电动驱动控制装置，用于驱动多相电机，其中，电动驱动控制装置为<结构一>中的电动驱动控制装置，j为大于1的正整数，i为1。<结构三>进一步，本技术还提供了一种含有上述电动驱动系统的电动设备。技术的作用与效果根据本技术所涉及的电动驱动装置、电动驱动系统以及电动设备，多相电机绕组具有(i+j)个多相绕组单元，功率变换器具有(i+j)个功率变换单元，控制器包含至少两个独立输出电机控制信号的控制单元，驱动器具有(i+j)个驱动单元，分别与(i+j)个功率变换单元相连接，i个驱动单元接收一个控制单元输出的电机控制信号，j个驱动单元接收其他的控制单元输出的电机控制信号，即、一个控制单元与对应连接的i个驱动单元、i个功率变换单元和i个多相绕组单元组成第一位调节单元，其它的控制单元与对应连接的j个驱动单元、j个功率变换单元和j个多相绕组单元组成第二位调节单元，所以，当控制单元控制功率变换单元输出的线电流改变时，电流最小变化量减小到原来只有一个控制单元的电动驱动装置的(i+j)分之一，迅速地降低了输出的最小电流，提高电动驱动装置的精度和稳态性能。综上，本技术的电动驱动装置、电动驱动系统以及电动设备具有结构设计简单、合理，分辨率高、性能优越等优点。附图说明图1是本技术的实施例中电动驱动系统的电路结构示意图；以及图2是现有技术中常见的多相电机和功率变换器的电路结构示意图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合附图来说明本技术的具体实施方式。电动驱动系统10设置在电动设备如高速电梯、数控机床、电驱动列车、电动汽车和电动飞行器中，用于驱动电动设备。图1是本实施例中的电动驱动系统的电路结构示意图。如图1所示，电动驱动系统10包括多相电机11以及电动驱动装置。多相电机11的相数为k，具有额定线电压以及额定线电流。多相电机11为异步电机、同步电机、开关磁阻电机、无刷直流电机的任意一种。在本实施例中，多相电机11为异步电机，而且多相电机11为进制式电机。多相电机11具有一个电枢以及安装在电枢上的多相电机绕组。在本实施例中，多相电机绕组的组数与电枢的个数相同，当电枢数目为两个及以上时，采用两组及以上的多相电机绕组。每组多相电机绕组包括(i+j)个相互独立且参数相同的多相绕组单元111，(i+j)的个数可以通过多相电机11绕组的并绕根数进行平均拆分，j的个数大于等于2，i的个数等于1。拆分前后，多相电机绕组和(i+j)个多相绕组单元的绕组相数、绕组相序、绕组匝数、绕组连接方式和额定电压保持不变。在本实施例中，k为三，即多相电机11为三相电机，相应地，多相绕组单元111为三相绕组单元，每个三相绕组单元具有三个独立的绕组A、B、C。电动驱动装置为进制式驱动装置，包括直流电源12、指令发送部13、电流传感器14、输出传感器15、控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动驱动控制装置，设置在电动设备中，用于驱动所述电动设备内的多相电机，所述多相电机具有(i+j)个相互独立且参数相同的多相绕组单元，包括：直流电源，具有与所述多相电机的额定线电压相对应的恒定电压，用于提供与所述多相电机的额定线电流相对应的线电流；指令发送部，发送与所述多相电机输出的转速或转矩的值相对应的指令信号；电流传感器，检测所述多相绕组单元的线电流值，并发送对应的电流反馈信号；输出传感器，检测所述多相电机输出的转速或转矩，并发送对应的输出反馈信号；控制器，根据所述指令信号、所述电流反馈信号和所述输出反馈信号计算并输出运行控制信号以及电机控制信号；驱动器，在所述运行控制信号作用下进入工作状态或停止状态，在工作状态下根据所述电机控制信号产生驱动信号；以及功率变换器，在所述驱动信号的作用下将所述直流电转换为所述多相电机需要的线电流，其特征在于：其中，所述功率变换器具有与所述(i+j)个多相绕组单元一一对应连接的(i+j)个相互独立且参数相同的功率变换单元，所述控制器包含至少两个独立输出所述电机控制信号的控制单元，所述驱动器具有(i+j)个相互独立且参数相同的驱动单元，分别与(i+j)个功率变换单元相连接，i个所述驱动单元接收一个所述控制单元输出的所述电机控制信号，j个所述驱动单元接收其他的所述控制单元输出的所述电机控制信号，所述j为大于1的正整数，所述i为1。...

【技术特征摘要】
1.一种电动驱动控制装置，设置在电动设备中，用于驱动所述电动设备内的多相电机，所述多相电机具有(i+j)个相互独立且参数相同的多相绕组单元，包括：直流电源，具有与所述多相电机的额定线电压相对应的恒定电压，用于提供与所述多相电机的额定线电流相对应的线电流；指令发送部，发送与所述多相电机输出的转速或转矩的值相对应的指令信号；电流传感器，检测所述多相绕组单元的线电流值，并发送对应的电流反馈信号；输出传感器，检测所述多相电机输出的转速或转矩，并发送对应的输出反馈信号；控制器，根据所述指令信号、所述电流反馈信号和所述输出反馈信号计算并输出运行控制信号以及电机控制信号；驱动器，在所述运行控制信号作用下进入工作状态或停止状态，在工作状态下根据所述电机控制信号产生驱动信号；以及功率变换器，在所述驱动信号的作用下将所述直流电转换为所述多相电机需要的线电流，其特征在于：其中，所述功率变换器具有与所述(i+j)个多相绕组单元一一对应连接的(i+j)个相互独立且参数相同的功率变换单元，所述控制器包含至少两个独立输出所述电机控制信号的控制单元，所述驱动器具有(i+j)个相互独立且参数相同的驱动单元，分别与(i+j)个功率变换单元相连接，i个所述驱动单元接收一个所述控制单元输出的所述电机控制信号，j个所述驱动单元接收其他的所述控制单元输出的所述电机控制信号，所述j为大于1的正整数，所述i为1。2.根据权利要求1所述的电动驱动控制装置，其特征在于：其中，当所述功率变换单...

【专利技术属性】
技术研发人员：金爱娟，李少龙，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：新型
国别省市：上海,31