調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置和性能優(yōu)化的調(diào)速電動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電動機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置和性能優(yōu)化的調(diào)速電動機。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，應(yīng)用比較廣泛的調(diào)速電動機主要為變頻調(diào)速電機、開關(guān)磁阻電機、永磁調(diào)速電機等，在現(xiàn)有技術(shù)中，這些調(diào)速電機控制器的拓?fù)湟话悴捎媒?直-交結(jié)構(gòu)，如圖1所示，調(diào)速電機控制器包括整流濾波電路I和逆變電路2，逆變電路2的輸出端連接于電機3，其中，整流濾波電路I將輸入的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷海賹⒋酥绷麟妷狠斎肽孀冸娐?，通過逆變電路2進行轉(zhuǎn)換與調(diào)節(jié)，輸出給電機3，用于控制其的轉(zhuǎn)速。因傳統(tǒng)的交-直-交結(jié)構(gòu)中直流電壓值為固定值，所以使逆變電路對電機的控制不夠靈活，特別在電機設(shè)計和控制中不能兼顧電機低速狀態(tài)和高速狀態(tài)，對于調(diào)速范圍比較大的應(yīng)用場合，只能對二種狀態(tài)的控制策略進行折中，以滿足綜合的性能指標(biāo)要求。例如，在低速狀態(tài)下，電機需要較低電壓，此時需要在逆變電路2中通過脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulat1n, PWM)技術(shù)進行降壓控制，以改變逆變電路2的輸出電壓，從而實現(xiàn)電機3的轉(zhuǎn)速控制，由于PWM技術(shù)是通過不斷使電路導(dǎo)通和截止來實現(xiàn)降低電壓平均值的，這種控制方式會使電機繞組產(chǎn)生較大的電流紋波，可能造成轉(zhuǎn)矩脈動和電磁干擾等問題，從而對電機的性能造成不良影響。而在高速狀態(tài)下，因電動機的反電動勢增大，造成傳統(tǒng)的交-直-交結(jié)構(gòu)中直流電壓值接近甚至低于電動機的反電動勢，無法進行正常的電機控制。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實用新型實施例提供一種調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置和性能優(yōu)化的調(diào)速電動機，主要目的是在調(diào)速過程中，改變逆變電路的直流電壓，降低電動機低速狀態(tài)時的電機繞組電流紋波，并可以解決高速狀態(tài)下的反電動勢接近甚至超過直流電壓的問題，從而優(yōu)化了電動機的性能。
[0004]為達到上述目的，本實用新型主要提供如下技術(shù)方案:
[0005]一方面，提供了一種調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置，包括:
[0006]直流電壓變換電路，所述直流電壓變換電路的輸出電壓可調(diào)；
[0007]逆變電路，所述逆變電路的輸入端連接于所述直流電壓變換電路的輸出端，所述逆變電路的輸出端用于連接電動機。
[0008]具體地,上述調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置還包括:
[0009]電壓變換控制電路，所述電壓變換控制電路的輸入端連接于所述電動機和/或所述逆變電路，所述電壓變換控制電路的輸出端連接于所述直流電壓變換電路的控制端，所述電壓變換控制電路用于獲得所述電動機的狀態(tài)信息，并根據(jù)所述狀態(tài)信息控制所述直流電壓變換電路的輸出電壓。
[0010]進一步地,所述狀態(tài)信息為轉(zhuǎn)速信息；
[0011]所述根據(jù)所述狀態(tài)信息控制所述直流電壓變換電路的輸出電壓具體為:使所述直流電壓變換電路的輸出電壓與所述電動機的轉(zhuǎn)速正相關(guān)。
[0012]進一步地，所述直流電壓變換電路輸出電壓的變換方式為升壓變換、降壓變換或升壓降壓雙向變換。
[0013]可選地，所述直流電壓變換電路采用輸出電壓分段變換的方式；
[0014]所述直流電壓變換電路包括切換開關(guān)和輸出電壓不同的多個電源，所述多個電源的輸出端通過所述切換開關(guān)連接于所述逆變電路的輸入端，所述切換開關(guān)用于使不同的電源連通至所述逆變電路的輸入端。
[0015]可選地，所述直流電壓變換電路采用輸出電壓連續(xù)變換的方式。
[0016]具體地，所述采用輸出電壓連續(xù)變換的直流電壓變換電路為DC/DC變換電路。
[0017]具體地，所述狀態(tài)信息為電動機的轉(zhuǎn)速、電動機的繞組電流、電動機的功率或電動機的電動和制動狀態(tài)；
[0018]所述狀態(tài)信息檢測可以通過直接檢測，或者通過軟件或硬件的方法進行間接計算的方式得到。
[0019]具體地，所述直流電壓變換電路的輸入電壓由整流濾波電路提供，或者所述直流電壓變換電路的輸入電壓由直流供電裝置提供。
[0020]另一方面，提供一種性能優(yōu)化的調(diào)速電動機，包括:上述的調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置和電動機，所述調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置中逆變電路的輸出端與所述電動機的輸入端相連接。
[0021]本實用新型實施例提出的一種調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置和性能優(yōu)化的調(diào)速電動機，在逆變電路的輸入端增加了輸出電壓可調(diào)的直流電壓變換電路，在電動機調(diào)速的過程中，可以根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速的需要調(diào)節(jié)逆變電路的輸入電壓，使逆變電路的輸入電壓與輸出電壓相匹配,無需通過PWM方式進行大范圍的電壓變換，降低電動機低速狀態(tài)時的電機繞組電流紋波，并可以解決高速狀態(tài)下的反電動勢接近甚至超過直流電壓的問題，從而優(yōu)化了電動機的性能。
【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的電動機控制器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖2為本實用新型實施例提供的一種性能優(yōu)化的調(diào)速電動機的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖3為本實用新型實施例提供的一種DC/DC變換電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0025]為更進一步闡述本實用新型為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置和性能優(yōu)化的調(diào)速電動機的【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0026]如圖2所示，本實用新型實施例提供了一種性能優(yōu)化的調(diào)速電動機，包括:調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置50和電動機30，調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置50用于控制電動機30的轉(zhuǎn)速，該調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置50，包括:直流電壓變換電路10，直流電壓變換電路10的輸出電壓可調(diào)；逆變電路20，逆變電路20的輸入端連接于直流電壓變換電路10的輸出端，逆變電路20的輸出端用于連接電動機30。
[0027]以下通過調(diào)速電動機的工作過程具體說明本實施例中的調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置:首先直流電壓變換電路10將直流電進行電壓變換后提供給逆變電路20，逆變電路20對電動機30進行控制，以驅(qū)動電動機30工作。當(dāng)電動機30的轉(zhuǎn)速變化時，對直流電壓變換電路10進行控制，調(diào)節(jié)其輸出電壓。例如，當(dāng)電動機30的轉(zhuǎn)速提高時，同時提高直流電壓變換電路10的輸出電壓；當(dāng)電動機30的轉(zhuǎn)速降低時，同時降低直流電壓變換電路10的輸出電壓。通過上述方式調(diào)整逆變電路20的輸入電壓，可以使電動機30在調(diào)速的過程中，逆變電路20的輸出電壓和電動機的反電動勢比較接近，有利于進行電動機繞組電流的控制。
[0028]本實用新型實施例中的調(diào)速電動機優(yōu)化裝置，在逆變電路的輸入端增加了輸出電壓可調(diào)的直流電壓變換電路，在電動機調(diào)速的過程中，可以根據(jù)電動機的需要調(diào)節(jié)逆變電路的輸入電壓，使逆變電路的輸入電壓與輸出電壓相匹配，無需通過PWM方式進行大范圍的電壓變換，降低電動機低速狀態(tài)時的電機繞組電流紋波，并可以解決高速狀態(tài)下的反電動勢接近甚至超過直流電壓的問題，從而優(yōu)化了電動機的性能。
[0029]進一步的，調(diào)速電動機性能優(yōu)化裝置50還可以包括:電壓變換控制電路40，電壓變換控制電路40的輸入端連接于電動機30和/或逆變電路20，電壓變換控制電路40的輸出端連接于直流電壓變換電路10的控制端，電壓變換控制電路40用于獲得電動機30的狀態(tài)信息，并將狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換成電信號傳送到直流電壓變換電路10的控制端，根據(jù)該電信號中的電動機狀態(tài)信息來控制直流電壓變換電路10的輸出電壓，使直流電壓變換電路10的輸出電壓與電動機30的狀態(tài)相匹配。電壓變換控制電路40 —方面獲得電動機的狀態(tài)信息，另一方面通過對該狀態(tài)信息進行分析，對直流電壓變換電