本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具體涉及到一種可以提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率密度，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性，降低系統(tǒng)成本的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流母線電壓的方法和裝置。

背景技術(shù)：

在電動(dòng)汽車，電動(dòng)工具，家用電器以及工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域，為了提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率以及拓寬調(diào)速范圍，需要可變的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流母線電壓。

通常的實(shí)現(xiàn)方法是使用直流-直流功率變換器來控制直流母線電壓。但上述直流-直流功率變換器需要額外的電感器件。上述額外的電感器件體積和重量大，降低了系統(tǒng)的功率密度；額外的電感器件增加了系統(tǒng)元器件的數(shù)量，降低了系統(tǒng)可靠性；同時(shí)額外的電感器件還提高了系統(tǒng)的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種利用電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流母線電壓的方法和裝置，以增加系統(tǒng)功率密度，降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的一示例性實(shí)施例，利用電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流母線電壓的方法和裝置，包括：第一直流母線，第二直流母線，直流-直流功率變換器，電勵(lì)磁電機(jī)；

所述第一直流母線通過直流-直流功率變換器與第二直流母線傳遞能量；

所述直流-直流功率變換器利用電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組作為電感，調(diào)節(jié)能量在所述第一直流電壓母線和所訴第二直流電壓母線之間的流動(dòng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述第一直流電壓母線電壓或所述第二直流母線電壓；

所述電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組同時(shí)激勵(lì)所述電勵(lì)磁電機(jī)的磁場(chǎng)；

所述第二直流母線通過功率變換器與電勵(lì)磁電機(jī)電樞繞組相連，或者直接與電勵(lì)磁電機(jī)電樞繞組相連并傳遞能量，使電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)或發(fā)電狀態(tài)。

結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，所述的直流-直流功率變換器由半導(dǎo)體開關(guān)器件，電容器件以及電感器件組成。

所述的電感器件部分或全部由上述電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組構(gòu)成。

所述的半導(dǎo)體開關(guān)器件至少為下列之一：雙極結(jié)型晶體管，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，絕緣柵雙極型晶體管，集成門極換流雙極結(jié)型晶體管，碳化硅晶體管，氮化鎵晶體管，二極管，晶閘管，門極可關(guān)斷晶閘管。

結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，直流-直流功率變換器可能實(shí)現(xiàn)方式為下列之一或者兩個(gè)及以上下列功率變換器組合而成的混合式直流-直流功率變換器：升壓型直流-直流功率變換器，降壓型直流-直流功率變換器，降壓升壓型直流-直流功率變換器，雙向直流-直流功率變換器，cuk直流-直流功率變換器，z源直流-直流功率變換器，反激式直流-直流功率變換器，正激式直流-直流功率變換器，半橋式直流-直流功率變換器，全橋式直流-直流功率變換器，推挽式直流-直流功率變換器，交錯(cuò)式直流-直流功率變換器，電感抽頭式直流-直流功率變換器。

結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，電勵(lì)磁電機(jī)可能實(shí)現(xiàn)方式為下列之一：交流電勵(lì)磁電機(jī)、直流電勵(lì)磁電機(jī)。

上述交流電勵(lì)磁電機(jī)的可能實(shí)現(xiàn)方式為下列之一：磁通切換電機(jī)，變磁通磁阻電機(jī)，定子雙饋雙凸極電機(jī)，定子電勵(lì)磁同步電機(jī)，轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁同步電機(jī)。

上述交流電勵(lì)磁電機(jī)的可能實(shí)現(xiàn)方式還包括對(duì)應(yīng)的單相電機(jī)和多相電機(jī)。

所述電勵(lì)磁電機(jī)還包括對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁繞組與永磁體混合勵(lì)磁型電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及直線電機(jī)。

所述電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組由一個(gè)或多個(gè)繞組組成，它們部分或全部與所述直流-直流功率變換器連接。

結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，若電勵(lì)磁電機(jī)的實(shí)現(xiàn)方式為交流電勵(lì)磁電機(jī)，則第二直流母線通過下列功率變換器之一與所述交流電勵(lì)磁電機(jī)電樞繞組傳遞能量：半橋功率變換器，全橋功率變換器，多電平功率變換器，軟開關(guān)功率變換器，維也納功率變換器

結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，若所述電勵(lì)磁電機(jī)為直流電勵(lì)磁電機(jī)，則所述第二直流母線通過電刷直接與所述電勵(lì)磁直流電機(jī)的電樞繞組相連，并與所述電勵(lì)磁電機(jī)電樞繞組傳遞能量。

結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，所述電勵(lì)磁電機(jī)的勵(lì)磁繞組一方面被用來建立電機(jī)磁場(chǎng)，同時(shí)在另一方面也作為直流-直流功率變換器的電感。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電勵(lì)磁電機(jī)系統(tǒng)直流母線電壓控制裝置，在利用電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組為電機(jī)建立磁場(chǎng)的同時(shí)，還將其作為直流-直流功率變換器的電感。電勵(lì)磁電機(jī)與直流-直流功率變換器通過共享電勵(lì)磁繞組實(shí)現(xiàn)了功能化集成。直流-直流功率變換器在不需要額外的電感的條件下就可以實(shí)現(xiàn)電勵(lì)磁電機(jī)系統(tǒng)直流母線電壓調(diào)節(jié)功能。這有效增加了系統(tǒng)的功率密度，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性，并降低了系統(tǒng)的成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的交流電勵(lì)磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的基于雙向直流-直流功率變換器和雙電平功率變換器的交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)系統(tǒng)的原理圖；

圖3為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的基于雙向直流-直流功率變換器和雙電平功率變換器的交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)系統(tǒng)在電動(dòng)模式時(shí)的波形圖；

圖4為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的基于雙向直流-直流功率變換器和雙電平功率變換器的交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)系統(tǒng)在發(fā)電模式時(shí)的波形圖；

圖5為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的電勵(lì)磁直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供的基于降壓升壓直流-直流功率變換器的電勵(lì)磁直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理圖；

圖7為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所提供的基于降壓升壓直流-直流功率變換器的電勵(lì)磁直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在d=0.6時(shí)的波形圖；

圖8為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所提供的基于降壓升壓直流-直流功率變換器的電勵(lì)磁直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在d=0.3時(shí)的波形圖。

具體實(shí)施方式景

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的交流電勵(lì)磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供的交流電勵(lì)磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括：直流-直流功率變換器102，直流-交流功率變換器104和交流電勵(lì)磁電機(jī)105。

圖1所示實(shí)施例中，直流-直流功率變換器102的一端與第一直流母線連接101，另一端與第二直流母線連接103。直流-直流功率變換器102的電感為交流電勵(lì)磁電機(jī)的勵(lì)磁繞組106。直流-交流功率變換器102的直流端與第二直流母線103連接，交流端與交流電勵(lì)磁電機(jī)105的電樞繞組連接。勵(lì)磁繞組106是交流電勵(lì)磁電機(jī)105的一部分。

通過調(diào)節(jié)直流-直流功率變換器102中半導(dǎo)體開關(guān)器件的占空比，進(jìn)而調(diào)節(jié)交流電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組106電流，達(dá)到控制第一直流母線101電壓或第二直流母線103電壓的作用。使用脈寬調(diào)制技術(shù)控制直流-交流功率變換器104的半導(dǎo)體開關(guān)器件，通過調(diào)整第二直流母線103與電勵(lì)磁電機(jī)電樞繞組的能量相互傳遞，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的電動(dòng)或發(fā)電運(yùn)行。

優(yōu)選的，上述半導(dǎo)體開關(guān)器件至少為下列之一：

雙極結(jié)型晶體管，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，絕緣柵雙極型晶體管，集成門極換流雙極結(jié)型晶體管，碳化硅晶體管，氮化鎵晶體管，二極管，晶閘管，門極可關(guān)斷晶閘管。

優(yōu)選的，圖1中的直流-直流功率變換器102為下列之一或者兩個(gè)及以上下列功率變換器組合而成的混合式直流-直流功率變換器：升壓型直流-直流功率變換器，降壓型直流-直流功率變換器，降壓升壓型直流-直流功率變換器，雙向直流-直流功率變換器，cuk直流-直流功率變換器，z源直流-直流功率變換器，反激式直流-直流功率變換器，正激式直流-直流功率變換器，半橋式直流-直流功率變換器，全橋式直流-直流功率變換器，推挽式直流-直流功率變換器，交錯(cuò)式直流-直流功率變換器，電感抽頭式直流-直流功率變換器。

優(yōu)選的，圖1中的直流-交流功率變換器104為下列之一或兩個(gè)及以上下列功率變換器組合而成的直流-交流功率變換器：半橋功率變換器，全橋功率變換器，多電平功率變換器，軟開關(guān)功率變換器，維也納功率變換器。

優(yōu)選的，圖1中的交流電勵(lì)磁電機(jī)105包括磁通切換電機(jī)、變磁通磁阻電機(jī)、定子雙饋雙凸極電機(jī)、定子電勵(lì)磁同步電機(jī)、轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁同步電機(jī)，以及對(duì)應(yīng)的由電勵(lì)磁繞組以及永磁體共同勵(lì)磁的混合勵(lì)磁磁通切換電機(jī)、混合勵(lì)磁變磁通磁阻電機(jī)、混合勵(lì)磁定子雙饋雙凸極電機(jī)、定子混合勵(lì)磁同步電機(jī)、轉(zhuǎn)子混合勵(lì)磁同步電機(jī)。

在本實(shí)施例中，交流電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組和直流-直流功率變換器電感為同一個(gè)繞組，該繞組在為交流電勵(lì)磁電機(jī)激勵(lì)磁場(chǎng)的同時(shí)，還作為直流-直流功率變換器的電感。在沒有額外電感的情況下實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)直流母線電壓的控制。由于減少了額外電感的使用，該實(shí)施例提高了系統(tǒng)的功率密度，降低了成本，強(qiáng)化了系統(tǒng)的可靠性。

進(jìn)一步，圖2為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供的基于雙向直流-直流功率變換器和雙電平功率變換器的交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)系統(tǒng)的原理圖。

本實(shí)施例由雙向直流-直流功率變換器，雙電平直流-交流功率變換器以及電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)構(gòu)成。

優(yōu)選的，圖2中，202、203、206、207、208、209、210和211為由絕緣柵雙極型晶體管(igbt)與二極管反向并聯(lián)而成的半導(dǎo)體開關(guān)單元。這里所描述的實(shí)施例采用igbt可控開關(guān)，然而這里所描述的方法和裝置不限于這種類型的可控開關(guān)，其他類型可控開關(guān)也適用。

其中雙向直流-直流功率變換器由交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)勵(lì)磁繞組212，功率開關(guān)單元202和203以及電容204構(gòu)成。交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)勵(lì)磁繞組212一端與第一直流母線201的正極相連，另一端與半導(dǎo)體開關(guān)單元202中igbt的發(fā)射極相連。半導(dǎo)體開關(guān)單元202的集電極與第二直流母線205的正極相連。半導(dǎo)體開關(guān)單元203中igbt的集電極與半導(dǎo)體開關(guān)單元202中igbt的發(fā)射極相連。半導(dǎo)體開關(guān)單元203中igbt的發(fā)射極與第一直流母線201的負(fù)極相連。電容204正極與第二直流母線205正極連接，電容204負(fù)極與第二直流母線205負(fù)極連接。第一直流母線201與第二直流母線205共用同一個(gè)負(fù)極。

雙電平直流-交流功率變換器由3個(gè)橋臂組成。

半導(dǎo)體開關(guān)單元206和207構(gòu)成a相橋臂，半導(dǎo)體開關(guān)單元206中igbt的集電極與第二直流母線205正極相連，半導(dǎo)體開關(guān)單元207中igbt的發(fā)射極與第二直流母線205負(fù)極相連。半導(dǎo)體開關(guān)單元206和207的連接點(diǎn)與交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)的a相電樞繞組相連。

半導(dǎo)體開關(guān)單元208和209構(gòu)成b相橋臂，半導(dǎo)體開關(guān)單元208中igbt的集電極與第二直流母線205正極相連，半導(dǎo)體開關(guān)單元209中igbt的發(fā)射極與第二直流母線205負(fù)極相連。半導(dǎo)體開關(guān)單元208和209的連接點(diǎn)與交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)的b相電樞繞組相連。

半導(dǎo)體開關(guān)單元210和211構(gòu)成c相橋臂，半導(dǎo)體開關(guān)單元210中igbt的集電極與第二直流母線205正極相連，半導(dǎo)體開關(guān)單元211中igbt的發(fā)射極與第二直流母線205負(fù)極相連。半導(dǎo)體開關(guān)單元210和211的連接點(diǎn)與交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)的c相電樞繞組相連。

圖2所示實(shí)施例中的交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)包括12個(gè)定子磁極，5個(gè)轉(zhuǎn)子磁極。勵(lì)磁繞組和電樞繞組都分布在定子上，其中勵(lì)磁繞組由3個(gè)勵(lì)磁線圈212串聯(lián)而成。a相電樞繞組由兩個(gè)線圈213串聯(lián)而成。b相電樞繞組由兩個(gè)線圈214串聯(lián)而成。c相電樞繞組由兩個(gè)線圈215串聯(lián)而成。

在電動(dòng)模式下，半導(dǎo)體開關(guān)單元202中的igbt處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)單元203中的igbt打開時(shí)，電流從第一直流母線201正極，通過交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)勵(lì)磁繞組212以及半導(dǎo)體開關(guān)單元203中的igbt，最終流向第一直流母線201的負(fù)極。在這一過程中，勵(lì)磁繞組電流逐漸增加。當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)單元203中的igbt關(guān)閉時(shí)，電流從第一直流母線201正極，通過交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)勵(lì)磁繞組212以及半導(dǎo)體開關(guān)單元202中的二極管，向第二直流母線205上的電容204充電，最終流向第一直流母線201負(fù)極。在這一過程中，勵(lì)磁繞組電流逐漸減小。

利用脈寬調(diào)制技術(shù)控制直流-交流功率變換器將第二直流母線205上的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，用以驅(qū)動(dòng)電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行。

圖3為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的基于雙向直流-直流功率變換器和雙電平功率變換器的交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)系統(tǒng)在電動(dòng)模式時(shí)的波形圖。

在發(fā)電模式下，半導(dǎo)體開關(guān)單元203中的igbt處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)單元202中的igbt打開時(shí)，電流從第二直流母線205正極，通過半導(dǎo)體開關(guān)單元202中的igbt以及交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)勵(lì)磁繞組212，向第一直流母線201充電。在這一過程中，勵(lì)磁繞組212電流逐漸增加。當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)單元202中的igbt關(guān)閉時(shí)，電流經(jīng)過半導(dǎo)體開關(guān)單元203中的二極管，交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)勵(lì)磁繞組212向第一直流母線201充電。在這一過程中，勵(lì)磁繞組212電流逐漸減小。在發(fā)電過程中，利用脈寬調(diào)制技術(shù)控制直流-交流功率變換器可將電機(jī)發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)換為第二直流母線205上的直流電，經(jīng)過雙向直流-直流功率變換器向第一直流母線201充電。

圖4為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的基于雙向直流-直流功率變換器和雙電平功率變換器的交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)系統(tǒng)在發(fā)電模式時(shí)的波形圖。

通過圖3和圖4的仿真波形可知，該實(shí)施例中雙向直流-直流功率變換器的電感和交流電勵(lì)磁磁通切換電機(jī)勵(lì)磁繞組可以共用同一個(gè)繞組分別實(shí)現(xiàn)電感能量的儲(chǔ)存和電機(jī)磁場(chǎng)的激勵(lì)，并可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)正常的電動(dòng)或發(fā)電運(yùn)行。該實(shí)施例節(jié)省了額外的電感元件，這提高了系統(tǒng)的功率密度，降低了成本，強(qiáng)化了系統(tǒng)的可靠性。

圖5為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的電勵(lì)磁直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供的電勵(lì)磁直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括：直流-直流功率變換器502和直流電勵(lì)磁電機(jī)505。其中，直流電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組504是直流電勵(lì)磁電機(jī)505的一部分。

圖5所示實(shí)施例中直流-直流功率變換器502一端與第一直流母線501相連，另一端與第二直流母線503相連，直流-直流功率變換器的電感為直流電勵(lì)磁電機(jī)505的勵(lì)磁繞組504。直流電勵(lì)磁電機(jī)505的電樞繞組與第二直流母線503相連。

通過控制直流-直流功率變換器502中半導(dǎo)體開關(guān)器件的占空比，控制電能在第一直流母線501以及第二直流母線503之間的流動(dòng)，調(diào)節(jié)第一直流母線501和第二直流母線503的電壓，并可以使電機(jī)運(yùn)行在電動(dòng)或發(fā)電狀態(tài)。電流流過直流電勵(lì)磁電機(jī)的勵(lì)磁繞組504，建立電機(jī)運(yùn)行所需的磁場(chǎng)；同時(shí)，直流電勵(lì)磁電機(jī)的勵(lì)磁繞組504還作為直流-直流功率變換器的電感。

上述半導(dǎo)體開關(guān)器件至少為下列之一：

雙極結(jié)型晶體管，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，絕緣柵雙極型晶體管，集成門極換流雙極結(jié)型晶體管，碳化硅晶體管，氮化鎵晶體管，二極管，晶閘管，門極可關(guān)斷晶閘管。

優(yōu)選的，圖1中的直流-直流功率變換器502位下列之一或者兩個(gè)及以上下列功率變換器組合而成的混合式直流-直流功率變換器：

升壓型直流-直流功率變換器，降壓型直流-直流功率變換器，降壓升壓型直流-直流功率變換器，雙向直流-直流功率變換器，cuk直流-直流功率變換器，z源直流-直流功率變換器，反激式直流-直流功率變換器，正激式直流-直流功率變換器，半橋式直流-直流功率變換器，全橋式直流-直流功率變換器，推挽式直流-直流功率變換器，交錯(cuò)式直流-直流功率變換器，電感抽頭式直流-直流功率變換器。

優(yōu)選的，圖1中的直流電勵(lì)磁電機(jī)包括直流電機(jī)、混合勵(lì)磁直流電機(jī)以及所對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和直線電機(jī)。

在本實(shí)施例中，直流電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組和直流-直流功率變換器電感為同一個(gè)繞組，該繞組在為直流電勵(lì)磁電機(jī)激勵(lì)磁場(chǎng)的同時(shí)，還作為直流-直流功率變換器的電感。在沒有額外電感的情況下實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)直流母線電壓的控制。由于減少了額外電感的使用，該實(shí)施例提高了系統(tǒng)的功率密度，降低了成本，強(qiáng)化了系統(tǒng)的可靠性。

進(jìn)一步地，圖6為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供的基于降壓升壓直流-直流功率變換器的電勵(lì)磁直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理圖。

圖6所示實(shí)施例由降壓升壓直流-直流功率變換器和電勵(lì)磁直流電機(jī)構(gòu)成。其中，第一直流母線601的正極與mosfet開關(guān)602的漏極相連，mosfet開關(guān)602的源級(jí)與二極管603的負(fù)極相連，二極管603的正極與電容605的負(fù)極相連，電容605的正極與第二直流母線604的負(fù)極相連，第一直流母線601的負(fù)極與第二直流母線605的負(fù)極相連。第二直流母線604通過電刷608與直流電勵(lì)磁電機(jī)電樞繞組607相連。直流電勵(lì)磁電機(jī)的勵(lì)磁繞組由兩個(gè)勵(lì)磁線圈606串聯(lián)而成，勵(lì)磁繞組的一端與二極管603的負(fù)極相連，另一端與第二直流母線604負(fù)極相連。這里所描述的實(shí)施例采用mosfet開關(guān)，然而這里所描述的方法和裝置不限于這種類型的開關(guān)，其他類型開關(guān)也適用。

圖6所示實(shí)施例中，當(dāng)mosfet開關(guān)602打開時(shí)，電流從第一直流母線601正極，通過mosfet開關(guān)602以及直流電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組606流向第一直流母線601負(fù)極。當(dāng)mosfet開關(guān)602關(guān)閉時(shí)，直流電勵(lì)磁電機(jī)勵(lì)磁繞組中的電流流向電容605的正極，并通過二極管603構(gòu)成整個(gè)續(xù)流回路。第二直流母線604的電壓與第一直流母線601電壓的關(guān)系為

其中。v2為第二直流母線604電壓，v1為第一直流母線601電壓，d為mosfet開關(guān)602的占空比,0<d<1。當(dāng)d>0.5時(shí)，第二直流母線電壓604比第一直流母線電壓601高。當(dāng)d<0.5時(shí)，第二直流母線604比第一直流母線601電壓低。

第二直流母線604通過電刷608向電樞繞組607傳輸能量，驅(qū)動(dòng)直流電勵(lì)磁電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

圖7為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所提供的基于降壓升壓直流-直流功率變換器的電勵(lì)磁直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在d=0.6時(shí)的波形圖。圖8為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所提供的基于降壓升壓直流-直流功率變換器的電勵(lì)磁直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在d=0.3時(shí)的波形圖。從圖7和圖8的波形圖可知，本發(fā)明實(shí)施例所提供的基于降壓升壓直流-直流功率變換器的電勵(lì)磁直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)第二直流母線的升壓以及降壓。勵(lì)磁繞組一方面為直流電勵(lì)磁電機(jī)提供磁場(chǎng)，另一方面作為降壓升壓直流-直流功率變換器必須的元件。

圖6所示本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例所提供的基于降壓升壓直流-直流功率變換器的電勵(lì)磁直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其直流-直流功率變換器和電勵(lì)磁直流電機(jī)通過節(jié)省了額外的電感元件，這提高了系統(tǒng)的功率密度，降低了成本，強(qiáng)化了系統(tǒng)的可靠性。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。