永磁同步电机驱动电路的硬件研究

本文将进行逐个硬件电路功能模块分析BLDC驱动系统，包括电源、单端反激式变换器、整流桥+PFC，交流电压采集电路、电流采集电路。并详细分析了功率部分组成，阐述了IPM及IGBT的原理及IGBT驱动要求，介绍了IGBT浪涌电压产生机理，针对IGBT在IGBT变流器里的应用及相关技术问题进行了说明。
对应的是BLDC：brushless DC motor，具有梯形波反电势的无刷直流电机。 永磁同步电机的优点：
　　（1）PMSM起动牵引力大
　　（2）PMSM本身的功率效率高以及功率因素高；
　　（3）PMSM直驱系统控制性能好；
　　（4）PMSM发热小，因此电机冷却系统结构简单、体积小、噪声小；
　　（5）PMSM允许的过载电流大，可靠性显著提高；
　　（6）在高速范围中电机噪声明显降低；
　　（7）系统传动损耗明显降低，系统发热量小；
　　（8）系统采用全封闭结构，无传动齿轮磨损、无传动齿轮噪声，免润滑油、免维护；
　　（9）整个传动系统重量轻，簧下重量也比传统的轮轴传动的轻，单位重量的功率大；
　　（10）由于电机采用了永磁体，省去了线圈励磁，理论可节能10%以上；
        （11）由于没有齿轮箱，可对装向架系统随意设计：如柔式装向架、单轴转向架，使列车动力性能大大提高。
电机驱动电路硬件原理图如下： 一、电源部分 热敏电阻作用：电路后有大电容，当电路接通时使得其相当于短路，会产生极大的电流。此时热敏电阻阻值增大缓冲电流，当电容正常工作后继电器向下导通，即短掉热敏电阻。
压敏电阻相当于一个可变电阻和电容并联（如上），电容两侧电压不能突变，所以可以有效抑制干路的电压突变。它的接入也是行业标准。
放电管：当电压过高时，相当与短路。
滤波电容和电感：滤掉高频干扰。
二、单端反激式变压器 瞬态抑制二极管——使两极间的电压箝位于一个预定值，保护线路器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。
CE5充电以在需要时提供反馈电流。
当内部电阻R2接收到检测电流Is及反馈电流IFB后, 2上的电压与内部0. 23V的电压基准进行比较。高出时, 过流比较器会输出一个停止工作信号给RS触发器以关断MOS管相反，当VIPer22A的反馈控制脚失馈时, 即：FB为0时, VIPer22A将满负荷工作。
精密可调基准电源及阻容网络：
通过R83 R84得到采样电压，与其自身的2.5V基准电压比较。若输出电压分压高于基准电压时，其阴极电位下降，作用于光耦，光耦副边电流增大。
CE7 ,L5滤波防止输出脉动过大。
总结：从比较器输出端的PWM信号对MOS管的开关控制实现对输出的稳定控制。