專利名稱：開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的控制裝置，尤其涉及一種開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置。
背景技術(shù)：
作為一種新型無級調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)，開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)(SRD)以其結(jié)構(gòu)簡單、低成本、高效率、優(yōu)良的調(diào)速性能和靈活的可控性，愈來愈得到人們的認可和應用。目前已成功應用于在電動汽車、家用電器、工業(yè)應用、伺服系統(tǒng)、高速驅(qū)動、航空航天等眾多領(lǐng)域中。
在用于某些生產(chǎn)機械時，出于工藝要求或安全生產(chǎn)的需要，要求在供電突然中斷時，SRD能立即轉(zhuǎn)入制動工作狀態(tài)，使生產(chǎn)機械停止轉(zhuǎn)動。如龍門刨床工作時，開關(guān)磁阻電動機帶動床面作直線運動，停電時必須將床面制動住，否則會造成設(shè)備損壞和人身事故。而現(xiàn)有技術(shù)中的各種SRD，當工作中供電突然中斷時，整個電路系統(tǒng)將處于非受控工作狀態(tài)，電動機在慣性作用下繼續(xù)自由轉(zhuǎn)動，無法實現(xiàn)制動工作。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種在供電突然中斷的情況下開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)能夠制動的開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置。
本實用新型的開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置，包括開關(guān)磁阻電動機、功率整流電路、功率逆變電路、驅(qū)動單元、控制單元和控制電源；控制單元包括電動/制動控制功能模塊；控制電源的輸入端連接在功率整流電路的直流電輸出端，即電容C的兩側(cè)，控制電源的輸出端與控制單元和驅(qū)動單元分別連接；控制單元與驅(qū)動單元相連接；驅(qū)動單元與功率逆變電路相連接，開關(guān)磁阻電動機連接在功率逆變電路上；安裝電源電壓檢測單元，其輸入端與交流電源連接和/或功率整流電路的直流輸出端即電容C的兩側(cè)連接，其輸出端與控制單元的電動/制動控制功能模塊和其他功能模塊分別相連接，除檢測交流電源電壓或功率整流電路的直流輸出電壓，用于各種控制和保護功能外，還用于控制電動/制動控制功能模塊的輸出，使供電突然中斷的情況下SRD進入制動工作狀態(tài)。
本實用新型的開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置，開關(guān)磁阻電動機為一相或多相電動機；由功率逆變電路為其繞組供電，功率逆變電路為雙電源電路或雙開關(guān)電路或雙繞組電路。
本實用新型所述的開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置，控制單元包括單片機或數(shù)字信號處理器或可編程邏輯器件以及其他數(shù)字/模擬器件，具有常規(guī)的控制、保護功能模塊，包括電動/制動控制功能模塊。
本實用新型所述的開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置，在制動工作狀態(tài)下，若開關(guān)磁阻電動機發(fā)出的電能較多，為了使電容器C的端電壓不超過功率整流電路和功率逆變電路所允許的安全工作電壓，則采用直流過壓放電電路或?qū)⒐β收麟娐犯臑榭赡嬲麟娐丰尫挪糠蛛娔堋?br> 本實用新型在現(xiàn)有的開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)裝置中安裝電源電壓檢測單元，除用于常規(guī)控制和保護功能外，還用于控制電動/制動控制功能模塊的輸出狀態(tài)，能在電源中斷時，使開關(guān)磁阻電動機制動停轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，實施方便，實現(xiàn)了開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)斷電制動，適應了一類需此功能的生產(chǎn)機械的需求。


圖1是開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)常用的三種基本功率逆變電路示意圖(圖中只表示了一相電路)，(a)為雙電源電路，(b)為雙開關(guān)電路，(c)為雙繞組電路；圖3是開關(guān)磁阻電動機在電動和制動工作狀態(tài)下的繞組電流示意圖，表示了開關(guān)磁阻電動機7的繞組電流同相繞組電感L的相對位置關(guān)系。Ie為電動工作狀態(tài)的典型繞組電流波形，此時，其主要部分處于電感L的上升段，即0～T/2區(qū)域。Id為制動工作狀態(tài)的典型繞組電流波形，此時，其主要部分處于電感L的下降段，即1/2～T區(qū)域。Id和Ie波形的I區(qū)域為功率逆變電路6向開關(guān)磁阻電動機7供電，II區(qū)域為開關(guān)磁阻電動機7向功率逆變電路6供電；圖4是開關(guān)磁阻電動機結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型的開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置，包括開關(guān)磁阻電動機7、功率整流電路5、功率逆變電路6、驅(qū)動單元3、控制單元8和控制電源4；控制單元8包括電動/制動控制功能模塊2；控制電源4的輸入端與接在功率整流電路5的直流電輸出端，即電容C的兩側(cè)，控制電源4的輸出端與控制單元8和驅(qū)動單元3分別連接；控制單元8與驅(qū)動單元3相連接；驅(qū)動單元3與功率逆變電路6相連接，開關(guān)磁阻電動機7連接在功率逆變電路6上；安裝電源電壓檢測單元1，其輸入端與交流電源和功率整流電路5的直流輸出端即電容C的兩側(cè)連接，電源電壓檢測單元1的輸出端與控制單元8的電動/制動控制功能模塊2和其他功能模塊分別相連接。
本實用新型的的開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置，開關(guān)磁阻電動機7為三相電動機。功率逆變電路6為雙開關(guān)電路，為開關(guān)磁阻電動機7繞組供電。
控制單元8包括單片機或數(shù)字信號處理器或可編程邏輯器件以及其他數(shù)字/模擬器件，具有常規(guī)的控制、保護功能模塊，包括電動/制動控制功能模塊2。
開關(guān)磁阻電動機7可工作在電動狀態(tài)，輸入電能，輸出機械能；或工作在制動狀態(tài)，輸入機械能，輸出電能。功率整流電路5將交流電源整流成直流。功率逆變電路6向開關(guān)磁阻電動機7的繞組供電或接受開關(guān)磁阻電動機7發(fā)出的電能?？刂茊卧?的作用是接受外部操作命令，經(jīng)過信號的運算和加工處理后，通過起高低壓隔離和信號轉(zhuǎn)換作用的驅(qū)動電路3和功率逆變電路6控制開關(guān)磁阻電動機7的運行。
電源電壓檢測單元1的輸入端接在交流電源側(cè)，稱為交流電源電壓失電檢測單元，當給開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)供電的交流電源發(fā)生中斷時，電源電壓檢測單元1檢測到交流電源失電，立即向控制單元8的電動/制動控制功能模塊2輸出電源中斷信號；電源電壓檢測單元1的輸入端接在功率整流電路5的直流輸出側(cè)，即電容器C的兩端，稱為直流欠電壓檢測單元，當給開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)供電的交流電源發(fā)生中斷時，電源電壓檢測單元1檢測到直流輸出側(cè)欠電壓，也立即向控制單元8的電動/制動控制功能模塊2輸出電源中斷信號。若該電動/制動控制功能模塊2原正在執(zhí)行電動運行邏輯，則立即改為執(zhí)行制動運行邏輯；若該電動/制動控制功能模塊2原正在執(zhí)行制動運行邏輯，則仍繼續(xù)執(zhí)行制動運行邏輯，該制動運行邏輯通過驅(qū)動單元3和功率逆變電路6使開關(guān)磁阻電動機7工作在制動狀態(tài)。
在電動工作狀態(tài)下，繞組電流Ie的I區(qū)域大于II區(qū)域，此時，開關(guān)磁阻電動機7從功率逆變電路6和功率整流電路5得到的電能多于向功率逆變電路6和功率整流電路5提供的電能，所缺少的電能需由交流電源進行補充。
在制動工作狀態(tài)下，繞組電流Id的I區(qū)域小于II區(qū)域，此時，開關(guān)磁阻電動機7向功率逆變電路6和功率整流電路5提供的電能多于從功率逆變電路6和功率整流電路5得到的電能。因此，不需交流電源供電，也能保持功率整流電路中電容器C正常儲能和保持正常工作電壓。控制電源4的輸入側(cè)接在功率整流電路的電容器C兩側(cè)，在制動過程中，靠電容器C儲存的電能，使控制電源4能維持正常工作，從而能維持控制單元8、驅(qū)動單元3及整個系統(tǒng)的正常工作，直至開關(guān)磁阻電動機7停止轉(zhuǎn)動。
在制動工作狀態(tài)下，若開關(guān)磁阻電動機7發(fā)出的電能較多，為了使電容器C的端電壓不超過功率整流電路5和功率逆變電路6所允許的安全工作電壓，則應采用過壓放電電路或?qū)⒐β收麟娐?改為可逆整流電路釋放部分電能。
權(quán)利要求1.一種開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置，包括開關(guān)磁阻電動機(7)、功率整流電路(5)、功率逆變電路(6)、驅(qū)動單元(3)、控制單元(8)和控制電源(4)；控制單元(8)包括電動/制動控制功能模塊(2)；控制電源(4)的輸入端接在功率整流電路(5)的直流電輸出端，即電容C的兩側(cè)，控制電源(4)的輸出端與控制單元(8)和驅(qū)動單元(3)分別連接；控制單元(8)與驅(qū)動單元(3)連接；驅(qū)動單元(3)與功率逆變電路(6)相連接，開關(guān)磁阻電動機(7)連接在功率逆變電路(6)上，其特征在于，安裝電源電壓檢測單元(1)，其輸入端與交流電源和/或功率整流電路(5)的直流輸出端即電容C的兩側(cè)連接，電源電壓檢測單元(1)的輸出端與控制單元(8)的電動/制動控制功能模塊(2)和其他功能模塊分別相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置，其特征在于，開關(guān)磁阻電動機(7)為一相或多相電動機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置，其特征在于，功率逆變電路(6)為雙電源電路或雙開關(guān)電路或雙繞組電路，其為開關(guān)磁阻電動機(7)的繞組供電。
專利摘要本實用新型涉及一種開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的斷電制動控制裝置，包括開關(guān)磁阻電動機、功率整流電路、功率逆變電路、驅(qū)動單元、控制單元和控制電源；控制電源的輸入端與功率整流電路的直流電輸出端連接，輸出端與控制單元和驅(qū)動單元分別連接，控制單元與驅(qū)動單元連接；驅(qū)動單元與功率逆變電路相連接，開關(guān)磁阻電動機連接在功率逆變電路上；安裝電源電壓檢測單元，其輸入端與交流電源和/或功率整流電路的直流輸出端連接，輸出端與控制單元的電動/制動控制功能模塊和其他功能模塊分別相連接。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，實施方便，實現(xiàn)了開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)斷電制動控制的功能，適應了一類需此功能的生產(chǎn)機械的需求。
文檔編號H02P6/24GK2802842SQ20052010774
公開日2006年8月2日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月31日
發(fā)明者高超, 閆志平 申請人:北京中紡銳力機電有限公司