采用分裂式電源變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有如下的優(yōu)點(diǎn):
(1)與全橋整流逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比,其每相橋臂上的開關(guān)器件和二極管的數(shù)量僅為一個(gè),這使得功率回路中的開關(guān)器件和二極管數(shù)量減半,這勢必會(huì)降低成本,并且使外包裝更加緊湊。
(2)減少了門驅(qū)動(dòng)電路和邏輯電路的數(shù)量,這也會(huì)降低成本,使外包裝更緊湊。
(3)有四象限運(yùn)行的能力,有用于高性能應(yīng)用例如小型動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器的可能性。注意到也具有再生制動(dòng)的能力,這在全橋整流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中很常見。
(4)開關(guān)器件始終與電機(jī)繞組串聯(lián),因此避免了橋臂直通的故障,提高了系統(tǒng)的可靠性。
(5)當(dāng)一個(gè)開關(guān)器件或者一相繞組故障時(shí),系統(tǒng)仍然可能運(yùn)行,而這在全橋整流的逆變器中是不可能的。這在一些應(yīng)用場合例如輪椅驅(qū)動(dòng)以及其他的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)中是非常重要和有吸 引力的特點(diǎn)。
(6)相比全橋整流驅(qū)動(dòng)器每相需要兩個(gè)開關(guān)器件和二極管,半橋整流只需要一個(gè)開關(guān)器件和二極管,因此降低了導(dǎo)通損耗,也就是說,與全橋整流相比,當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流相同時(shí),半橋整流的導(dǎo)通損耗僅為全橋整流的一半。而且,永磁無刷直流電機(jī)有較高的電感,使用這種半橋整流的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)時(shí),可以使功率器件實(shí)現(xiàn)軟開關(guān),因此可以降低開關(guān)損耗。
(7)這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以通過檢測關(guān)斷期間的開關(guān)電壓來得到電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢,這樣若使用這些信號(hào)去產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào),那么無傳感器運(yùn)行將成為可能。注意到兩相橋臂上的開關(guān)器件有公共的回路,因此并不需要對(duì)傳感信號(hào)進(jìn)行隔離,并且事實(shí)上,兩相的電壓已經(jīng)足夠生成控制信號(hào)供三相永磁無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器使用。
這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)如下:
(1)半橋整流時(shí)電機(jī)的利用率較差。與全橋整流控制時(shí)相比,半橋整流控制時(shí)用每單位定子銅損的轉(zhuǎn)矩表示的轉(zhuǎn)矩密度要低了近30%。
(2)因?yàn)榉至咽诫娫吹木壒剩栽谥绷髂妇€上需要附加電力電容器。
(3)永磁無刷直流電機(jī)的自感較大,因而其電氣時(shí)間常數(shù)也較大,相比于全橋整流控制,這會(huì)導(dǎo)致電流和轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)較慢。
(4)換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的頻率為全橋整流控制時(shí)的一半,在全橋整流控制中可以通過協(xié)調(diào)處在上升階段的相電流和即將關(guān)斷的相電流在換相時(shí)產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩。
因?yàn)檫@些缺點(diǎn),所以這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可能不太適用于整數(shù)馬力電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。