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使用双端逆变器系统的串联耦合的双马达驱动

来源:优w88   发布时间:2019-11-26   点击量:353

使用双端逆变器系统的串联耦合的双马达驱动

本发明涉及使用双端逆变器系统的串联耦合的双马达驱动,一种车辆中使用的用于逆变器系统的系统和装置。逆变器系统包括六相马达具有第一组三相绕组和第二组三相绕组;三相马达具有第三组三相绕组,其中,第三组三相绕组与第一组三相绕组和第二组三相绕组联接。系统进一步包括第一逆变器与第一能量源联接并适于驱动六相马达和三相马达,其中第一组三相绕组与第一逆变器联接;第二逆变器与第二能量源联接并适于驱动六相马达和三相马达,其中第二组绕组与第二逆变器联接。控制器与第一和第二逆变器联接。

附图1是根据第一实施例的示例汽车的示意图。

基于马达20和21各自的扭矩命令,控制器34可以判定逆变器支路42、44、46、48、50和52的所需电流。第一逆变器38所需的电流是基于由第一逆变器38驱动的第一马达20的每相所需的电流和第二马达21的每相所需电流来判定的504。类似的,第二逆变器40所需的电流可以基于第二逆变器40驱动的第一马达20的每相所需的电流和第二马达21的每相所需电流来判定的506。

参考附图3,马达20和21中的绕组36、37和39的绕组空间排列根据设计是可以变化的。在一个示例性的实施例中,第一马达20和第二马达21都是对称的。在一个示例性的实施例中,第一马达20是六相对称马达,任何两个连续定子相之间的空间间距(spatialdisplacement)是60°。在该例子中,相A和D间距180°,这样当马达20如附图2中那样耦合时,通量(flux)/扭矩产生的通过相A(iA_M1)的电流通过相D(iD_M1)返回,因此不会流到第二马达21(即电流在连接点消失并不流到相a)。这也适用于其他间距180°的相(B和E、C和F)。这种结构会导致在第一马达20中的扭矩产生电流不流过第二马达21。第二马达21可以是对称三相马达,这样连续定子相之间的间距就是现有技术中可以理解的120°。

具体实施方式

附图3是在根据一个实施例的附图2中的双端逆变器系统中使用的第一马达的定子绕组结构的示意图。

如所示,第一能量源22与第二能量源M可操作的联系(communication)和/或电耦合到电控制系统18和功率逆变器组件26。虽然没有显示,第一能量源22与第二能量源M可根据不同的实施例变化而具有相同或者不同的类型。在一个或者多个实施例中,第一能量源22与第二能量源M可以每个都包含电池(battery)、燃料电池(fuelcell)、超电容器(imtracapacitor)或者其他适合的电压源。电池可以是任何适合在期望的应用中使用的电池类型,比如铅酸电池、锂离子电池、镍金属电池或者其他可以充电的电池。超电容器可以包括超级电容器(supercapacitor)、电化学双层电容器或者任何其他适合于期望的应用中具有较大的能量密度的电化学电容器。

此外,这些车辆,特别是燃料电池车辆,通常使用两个分开的电压源(例如,电池和燃料电池)来向驱动车轮的电动马达供电。例如直流到直流(DC/DC)转换器的功率转换器”典型的用于管理和从两个电压源传送电力。现代的DC/DC转换器通常包括由电感来电互连的晶体管。通过控制各个晶体管的状态,通过电感可以施加期望的平均电流,并控制两个电压源之间的功率流。

很多的电子组件,包括在这些车辆中使用的电动马达(electricmotor),从交流电(AC)电源获得电能。但是,在这些应用中的电源(例如,电池(battery))仅提供直流(DC)功率。因此,已知“功率逆变器”装置用于将DC功率转换为AC功率,经常使用多个开关或者晶体管,以不同间隔操作,以将DC功率转换为AC功率。

参考附图1和2,在根据一个实施例的汽车10中双端逆变器系统32适合于驱动串联耦合的双马达驱动23。双端逆变器系统32包括第一马达20、第二马达21、第一能量源22、第二能量源M、功率逆变器组件沈和控制器34。

附图3是在根据一个实施例的附图2中的双端逆变器系统中使用的第一马达的定子绕组结构的示意图。

在附图1所示的示例性的实施例中,汽车10进一步包括第一马达(mOtOr)20(即,电动马达/发电机,牵引马达(tractionmotor)等)、第一能量源22、第二能量源M、功率逆变器组件26、散热器观。散热器观与车架在车架外面的部分连接,虽然没有详细显示,其包括多个包含冷却流体(即冷却剂,例如水或者乙二醇(ethyleneglycol)(即防冻液))的冷却通道,并与功率逆变器组件沈和第一马达20耦合。在一个实施例中,功率逆变器组件26接收并与第一马达20共享冷却剂。如附图1所示,第一马达20可以包括内置的传动装置,这样第一马达20和传动装置通过一个或者多个驱动轴30机械耦合到车轮16中的至少一些。

使用双端逆变器系统的串联耦合的双马达驱动

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