本發(fā)明涉及電力電子，尤其是指一種基于電動(dòng)大工程車輛能量回饋消除的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法及電路。

背景技術(shù)：

1、電動(dòng)大工程車輛與燃油大工程車輛對(duì)比，能夠節(jié)能45%以上,同時(shí)電力驅(qū)動(dòng)無(wú)污染，更加綠色環(huán)保；常見(jiàn)的電動(dòng)大工程車輛包括叉車、高機(jī)與挖掘機(jī)，其均具備帶載能力強(qiáng)、工況復(fù)雜與節(jié)能的特點(diǎn)；目前，已有10噸的電動(dòng)叉車以及40米的高機(jī)應(yīng)用于市場(chǎng)，且工程車輛大多工作于野外，山區(qū)路況崎嶇，工作環(huán)境溫度變化大，負(fù)載較大，導(dǎo)致電動(dòng)大工程車輛在制動(dòng)或減速過(guò)程中，電動(dòng)大工程車輛的慣性大，容易產(chǎn)生能量回饋，損壞電動(dòng)大工程車輛中的設(shè)備，降低了車輛使用壽命。

2、參照?qǐng)D1所示，為傳統(tǒng)的電動(dòng)大工程車輛驅(qū)動(dòng)電路示意圖；功率器件m1,m2,m3,m4,m5,m6,d1,d2,d3,d4,d5,d6組成功率轉(zhuǎn)換單元，電機(jī)可簡(jiǎn)化為三相電感；正常工作時(shí)，三相電感l(wèi)1,l2,l3均有電流流入流出電機(jī)，三相電感上三路電流的和為0；假設(shè)l1電流的方向是流出電機(jī)，由于電感的特性，l1的2腳為正，特殊工況下，切斷斷路器，功率轉(zhuǎn)換單元無(wú)能量輸入，流過(guò)電感l(wèi)1電流發(fā)生巨變，l1的1腳變?yōu)檎?，即圖中的c點(diǎn)變?yōu)楦唠妷?，大工程機(jī)械車輛負(fù)載大，慣性大，c點(diǎn)的電壓會(huì)很高，通過(guò)二極管d3,加到b+,b+與b-之間會(huì)產(chǎn)生很高的電壓差，此電壓會(huì)加到功率轉(zhuǎn)換單元中的功率器件兩端，超過(guò)功率器件的額定電壓，極易擊穿器件。此過(guò)程被稱為電動(dòng)大工程車輛能量回饋，若處理不當(dāng)，對(duì)設(shè)備破壞極大。

3、目前，為解決電動(dòng)大工程車輛的能量回饋問(wèn)題，通常會(huì)在如圖1所示的電動(dòng)大工程車輛傳統(tǒng)的工作電路中，增加泄放通路；參照?qǐng)D2所示，為電動(dòng)大工程車輛改進(jìn)驅(qū)動(dòng)電路示意圖；通過(guò)增加泄放通路，即增加功率器件mos?m7與功率電阻r1，當(dāng)特殊工況發(fā)生后，控制系統(tǒng)采樣到b+、b-兩端的電壓過(guò)高，控制mos?m7閉合導(dǎo)通，b+、b-兩端的電壓加到功率電阻r1，實(shí)現(xiàn)對(duì)b+、b-的放電，起到保護(hù)作用；但增加泄放通路的方法，增加了控制電路的成本，且由于功率電阻r1的體積較大，導(dǎo)致控制電路體積變大。

4、綜上所述，現(xiàn)有的電動(dòng)大工程車輛能量回饋消除方法需要增加泄放通路，導(dǎo)致增加了控制電路的成本與體積，進(jìn)而導(dǎo)致在消除電動(dòng)大工程車輛的能量回饋時(shí)，電動(dòng)大工程車輛的制作成本增加、車輛內(nèi)部設(shè)備布局受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中利用增加泄放通路的方式消除能量回饋時(shí)，導(dǎo)致的控制電路成本和體積增加的問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于電動(dòng)大工程車輛能量回饋消除的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，包括：

3、當(dāng)需要減小三相電機(jī)的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速，三相電機(jī)產(chǎn)生能量回饋時(shí)，在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，控制電動(dòng)大工程車輛驅(qū)動(dòng)電路中功率轉(zhuǎn)換單元內(nèi)的上橋臂中的mos管工作在截止區(qū)，下橋臂中的mos管工作在線性區(qū)，令三相電機(jī)產(chǎn)生的能量回饋在達(dá)到蓄電池前，經(jīng)下橋臂中的mos管消耗后，被上橋臂中的mos管的體二極管鉗制在安全電壓范圍內(nèi)；預(yù)設(shè)時(shí)間段結(jié)束后，令上橋臂與下橋臂中的mos管工作在飽和區(qū)，通過(guò)減小工作在飽和區(qū)的mos管的占空比，減小功率轉(zhuǎn)換單元輸出的三相交流電的大??；

4、當(dāng)需要增大三相電機(jī)的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，令上橋臂與下橋臂中的mos管工作在飽和區(qū)，通過(guò)增大工作在飽和區(qū)的mos管的占空比，增大功率轉(zhuǎn)換單元輸出的三相交流電的大小。

5、優(yōu)選地，mos管為n溝道m(xù)os管，通過(guò)控制輸入至mos管柵極的電壓，控制mos管的工作狀態(tài)，包括：

6、控制mos管的柵極電壓不大于0.5v，令mos管工作在截止區(qū)；

7、控制mos管的柵極電壓的范圍為[2v，4v]，令mos管工作在線性區(qū)；

8、控制mos管的柵極電壓大于10v，令mos管工作在飽和區(qū)。

9、優(yōu)選地，需要減小三相電機(jī)的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速的情況包括：電動(dòng)大工程車輛緊急制動(dòng)與減速；

10、當(dāng)大負(fù)載工程車輛緊急制動(dòng)時(shí)，需要三相電機(jī)的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速為0；

11、當(dāng)大負(fù)載工程車輛減速時(shí)，需要減小三相電機(jī)的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速為第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速，所述第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速大于等于0、且小于等于三相電機(jī)的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速。

12、優(yōu)選地，當(dāng)需要減小三相電機(jī)的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速為第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時(shí)，包括：

13、在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，控制上橋臂中的mos管工作在截止區(qū)，下橋臂中的mos管工作在線性區(qū)，此時(shí)：下橋臂中的mos管表現(xiàn)出電阻特性，將經(jīng)過(guò)的能量回饋消耗后，由上橋臂中的mos管的體二極管鉗制在安全電壓范圍內(nèi)；

14、在預(yù)設(shè)時(shí)間段結(jié)束后，令上橋臂和下橋臂中的mos管均工作在飽和區(qū)，通過(guò)減小工作在飽和區(qū)的mos管的占空比，減小功率轉(zhuǎn)換單元輸出的三相交流電的大小，輸入三相電機(jī)，直至三相電機(jī)的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速減小為第一預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速。

15、優(yōu)選地，當(dāng)需要三相電機(jī)的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速為0時(shí)，包括：

16、在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，控制上橋臂中的mos管工作在截止區(qū)，下橋臂中的mos管工作在線性區(qū)，此時(shí)：上橋臂中的mos管表現(xiàn)出電阻特性，將經(jīng)過(guò)的能量回饋消耗后，由上橋臂中的mos管的體二極管鉗制在安全電壓范圍內(nèi)；

17、在預(yù)設(shè)時(shí)間段結(jié)束后，令上橋臂和下橋臂中的mos管均工作在截止區(qū)，令功率轉(zhuǎn)換單元輸出的三相交流電的大小為0。

18、優(yōu)選地，需要增大三相電機(jī)的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速的情況包括電動(dòng)大工程車輛啟動(dòng)與加速運(yùn)行。

19、優(yōu)選地，當(dāng)需要增大三相電機(jī)的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，包括：

20、令上橋臂和下橋臂中的mos管均工作在飽和區(qū)，并增大工作在飽和區(qū)的mos管的占空比，令功率轉(zhuǎn)換單元輸出的三相交流電的電流增大后，輸入至三相電機(jī)，驅(qū)使三相電機(jī)的實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速增大。

21、本實(shí)施例提供了一種電動(dòng)大工程車輛能量回饋消除電路，包括：

22、電動(dòng)大工程車輛驅(qū)動(dòng)電路，其包括：

23、蓄電池；

24、功率轉(zhuǎn)換單元，并聯(lián)在蓄電池的兩端，包括上橋臂與下橋臂，將蓄電池輸出的直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，通過(guò)三相輸出端輸出至三相電機(jī)；

25、控制單元，與所述功率轉(zhuǎn)換單元通訊連接，利用如上述所述的基于電動(dòng)大工程車輛能量回饋消除的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，通過(guò)控制功率轉(zhuǎn)換單元中的多個(gè)mos管的工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)輸入三相電機(jī)的三相交流電的大小，并消除三相電機(jī)產(chǎn)生的能量回饋。

26、優(yōu)選地，所述功率轉(zhuǎn)換單元，包括上橋臂與下橋臂；

27、所述上橋臂，包括：

28、第一mos管，其漏極連接蓄電池正極，其柵極連接控制單元；

29、第一體二極管，并聯(lián)在所述第一mos管兩端，其陽(yáng)極連接所述第一mos管的源極，其陰極連接所述第一mos管的漏極；

30、第二mos管，其漏極連接蓄電池正極，其柵極連接控制單元；

31、第二體二極管，并聯(lián)在所述第二mos管兩端，其陽(yáng)極連接所述第二mos管的源極，其陰極連接所述第二mos管的漏極；

32、第三mos管，其漏極連接蓄電池正極，其柵極連接控制單元；

33、第三體二極管，并聯(lián)在所述第三mos管兩端，其陽(yáng)極連接所述第三mos管的源極，其陰極連接所述第三mos管的漏極；

34、所述下橋臂，包括：

35、第四mos管，其漏極連接所述第一mos管的源極，其源極連接蓄電池負(fù)極，其柵極連接控制單元；

36、第四體二極管，并聯(lián)在所述第四mos管兩端，其陽(yáng)極連接所述第四mos管的源極，其陰極連接所述第四mos管的漏極；

37、第五mos管，其漏極連接所述第二mos管的源極，其源極連接蓄電池負(fù)極，其柵極連接控制單元；

38、第五體二極管，并聯(lián)在所述第五mos管兩端，其陽(yáng)極連接所述第五mos管的源極，其陰極連接所述第五mos管的漏極；

39、第六mos管，其漏極連接所述第三mos管的源極，其源極連接蓄電池負(fù)極，其柵極連接控制單元；

40、第六體二極管，并聯(lián)在所述第六mos管兩端，其陽(yáng)極連接所述第六mos管的源極，其陰極連接所述第六mos管的漏極。

41、優(yōu)選地，還包括斷路器，其一端連接蓄電池的正極，另一端連接所述第一mos管、第二mos管與第三mos管的漏極。

42、本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

43、本發(fā)明所述的基于電動(dòng)大工程車輛能量回饋消除的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法及電路，在電動(dòng)大工程車輛減速產(chǎn)生能量回饋時(shí)，通過(guò)在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)控制功率轉(zhuǎn)換單元中上橋臂的mos管處于截止區(qū)，下橋臂的mos管處于線性區(qū)，進(jìn)行能量回饋消除；本發(fā)明通過(guò)將線性區(qū)的保持時(shí)間延長(zhǎng)，令下橋臂中的mos管表現(xiàn)出電阻特性，此時(shí)，能量回饋在三相輸出端產(chǎn)生的電壓差會(huì)加到下橋臂的mos管上被消耗，然后經(jīng)過(guò)上橋臂的體二極管被鉗制在安全電壓范圍內(nèi)后到達(dá)蓄電池兩端，使得蓄電池的正負(fù)極兩端不會(huì)產(chǎn)生高壓差，避免了能量回饋對(duì)功率器件的損壞，保護(hù)了電路中的功率器件；在能量回饋被消除后，利用mos管的占空比，調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換單元輸出的三相交流電的大小。且本發(fā)明不需要額外增加電子元件，節(jié)約了成本，減小了控制電路的體積，為電動(dòng)大工程車輛內(nèi)部設(shè)備的布局提供了豐富的可用空間。