一种开放式绕组变结构电机系统

摘要

本发明涉及一种开放式绕组变结构电机系统，包括主控制器、可变结构驱动器和开放式绕组电机，开放式绕组电机具有N组绕组，每组包括第一绕组、第二绕组，其中N≥2；主控制器接收控制指令和开放式绕组电机的反馈信息，并生成功率驱动和驱动拓扑变结构指令，可变结构驱动器根据驱动拓扑变结构指令将驱动拓扑结构进行变换，可以将开放式绕组电机的每组的两个绕组串联起来成为新的一相绕组，还可以变换为轻载模式或重载模式。本发明的开放式绕组变结构电机系统，充分利用可变结构驱动器和多相开放式绕组电机的结构可变、高功率密度、高可靠性优点，可满足不同的工况需求，能够有效地降低电机驱动系统重量和体积，并有效地提高功率密度和可靠性，消除机械噪声。

主权项

一种开放式绕组变结构电机系统，其特征在于，包括主控制器(10)、可变结构驱动器(20)、电流采集模块和开放式绕组电机(30)；所述电流采集模块采集开放式绕组电机(30)每个绕组输出的电流并传输给主控制器(10)；开放式绕组电机(30)具有N组绕组，每组包括第一绕组(NW1)、第二绕组(NW2)，其中N≥2；所述可变结构驱动器(20)包括功率管驱动器(22)、开关驱动器(23)、功率管组(24)和电源开关组(25)；电源开关组(25)包括直流功率电源(61)和4×N个功率开关(51)；直流功率电源(61)具有正输出端子(i_Vs)和负输出端子(i_PGND)；4×N个功率开关(51)包括N组第一开关管(NT1)、第二开关管(NT2)、第三开关管(NT3)和第四开关管(NT4)，所述第一开关管(NT1)和第三开关管(NT3)的漏极连接直流功率电源(61)的正输出端子(i_Vs)，所述第二开关管(NT2)和第四开关管(NT4)的源极连接直流功率电源(61)的负输出端子(i_PGND)；功率管组(24)包括N个变换单元，每个变换单元包括第一H桥臂((2N‑1)Q1，(2N‑1)Q4)、第二H桥臂(2NQ1，2NQ4)、第三H桥臂((2N‑1)Q3，(2N‑1)Q2)和第四H桥臂(2NQ3，2NQ2)，每个H桥臂(45)包括第一功率管和第二功率管，第一功率管的源极连接第二功率管的漏极，作为绕组接入端；第一H桥臂和第二H桥臂的第一功率管的漏极连接第一开关管(NT1)的源极，第二功率管的源极连接第二开关管(NT2)的漏极，第i个第一H桥臂的绕组接入端连接第i个第一绕组的一端，第i个第二H桥臂的绕组接入端连接第i个第二绕组的一端；第三H桥臂和第四H桥臂的第一功率管的漏极连接第三开关管(NT1)的源极，第二功率管的源极连接第四开关管(NT2)的漏极，第i个第三H桥臂的绕组接入端连接第i个第一绕组的另一端，第i个第四H桥臂的绕组接入端连接第i个第二绕组的另一端，其中1≤i≤N；所述功率管驱动器(22)，根据主控制器发送的控制命令驱动功率管组(24)中的第一功率管和第二功率管；开关驱动器(23)根据主控制器发送的控制命令驱动电源开关组(25)中的4N个功率开关(51)；所述主控制器接收每个绕组输出的电流，执行故障诊断算法，判断是否发生故障，当发生故障时，诊断出故障位置和故障类型，并通过改变可变结构驱动器(20)的驱动拓扑结构实现故障恢复；接收上位机发送的控制命令，并将控制命令转发给功率管驱动器(22)和开关驱动器(23)。