專(zhuān)利名稱(chēng)：三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制器及合成總電流反饋信號(hào)的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制器及合成總電流反饋信號(hào)的電路。
背景技術(shù)：
三相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置已得到廣泛的應(yīng)用，在三相開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置中，驅(qū)動(dòng)繞組的功率逆變電路是三個(gè)獨(dú)立的半橋，相繞組中電流由獨(dú)立的相電流傳感器測(cè)得信號(hào)，任意兩相間有一定電角度的導(dǎo)通重疊區(qū)間。三個(gè)相繞組順序?qū)?，電?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)。圖I為現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行控制器的方框原理圖。如圖I所示，其以轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制分別作外環(huán)和內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為轉(zhuǎn)矩給定，經(jīng)過(guò)絕對(duì)值轉(zhuǎn)換而得到總電流給定輸入到電流調(diào)節(jié)器，與電流反饋信號(hào)合成單元生成的電流反饋信號(hào)比較后，電流調(diào)節(jié)器的輸出變?yōu)槊}寬控制，再經(jīng)過(guò)門(mén)電路分相切換，通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊和功率逆變電路，改變電動(dòng)機(jī)相繞組中的電流。由于相繞組電流不大時(shí)磁路已經(jīng)趨于飽和，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)矩近似的正比于相電流的平均值。因此電流反饋信號(hào)合成單元采用兩個(gè)運(yùn)放做成的加法電路來(lái)生成電流反饋信號(hào)。圖2為作為電流反饋信號(hào)合成單元的兩個(gè)運(yùn)放做成的加法電路。但由于兩相間導(dǎo)通角重疊處轉(zhuǎn)矩較小，使得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲稍大。試驗(yàn)表明各相電流改用分相控制，就能克服這一缺點(diǎn)。但此時(shí)，各相電流分別給定，是相位一定，導(dǎo)通角為n電角度的方波，其幅值正比于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電壓的絕對(duì)值。分相控制以后需要用模擬開(kāi)關(guān)產(chǎn)生各相電流給定，并且電流控制組成也較復(fù)雜，除了電流傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊和功率逆變電路外，各相還要有獨(dú)立的電流調(diào)節(jié)器和脈寬控制器。鑒于上述現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制技術(shù)均存在一些問(wèn)題，本設(shè)計(jì)人積極加以研究和創(chuàng)新，研發(fā)了一種三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制器及合成總電流反饋信號(hào)的電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。具有電路構(gòu)成簡(jiǎn)單，有效減小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)和噪聲的特點(diǎn)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路，為由運(yùn)算放大器和二極管構(gòu)成的極大值選擇單元。進(jìn)一步，所述極大值選擇單元包括三個(gè)運(yùn)算放大器、三個(gè)二極管和一個(gè)電阻，其中三個(gè)運(yùn)算放大器的同相輸入端分別為三相電流信號(hào)的輸入端，每一運(yùn)算放大器的輸出端連接一個(gè)二極管的陽(yáng)極，三個(gè)二極管的陰極并聯(lián)后形成公共輸出端，公共輸出端還通過(guò)所述電阻分別與三個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端連接。進(jìn)一步，所述三個(gè)運(yùn)算放大器的同相輸入端分別設(shè)有毛刺濾除電路。進(jìn)一步，所述三個(gè)二極管的陰極并聯(lián)后的公共輸出端通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)電阻分別連接三個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端，并在串聯(lián)點(diǎn)與三個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端的公共端之間跨接有濾波電容。進(jìn)一步，所述極大值選擇單元包括三路分別與三相電流信號(hào)連接的極小值選擇電路和與三路極小值選擇電路并聯(lián)后的公共輸出端連接的公共反相器，其中，極小值選擇電路由一個(gè)運(yùn)算放大器的輸出端連接一個(gè)二極管的陰極構(gòu)成，公共反相器的輸出端通過(guò)一個(gè)電阻分別連接三個(gè)運(yùn)算放大器的同相輸入端。進(jìn)一步，所述每個(gè)運(yùn)算放大器的輸出端與反向輸入端之間接有濾波電路。本實(shí)用新型的另一目的為提供一種三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制器，該控制器有效減小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)和噪聲。實(shí)現(xiàn)該目的的技術(shù)方案如下三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制器，包括信號(hào)反饋電路合成單元，所述信號(hào)反饋電路合成單元為上述任一所述的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路有效解決了在電機(jī)定轉(zhuǎn)子接近重合時(shí)，由于繞組電流小、轉(zhuǎn)矩較小，使得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲稍大的問(wèn)題。并且本實(shí)用新型的電路產(chǎn)生的相電流的波形良好，兩相間導(dǎo)通角重疊處的電流變大，效果上接近于分相控制方案，但電路比分相控制要簡(jiǎn)單很多。

圖I為現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行控制器的方框原理圖；圖2為作為電流反饋信號(hào)合成單元的兩個(gè)運(yùn)放做成的加法電路；圖3為本實(shí)用新型的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。圖3為本實(shí)用新型的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為為本實(shí)用新型的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路的另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。參見(jiàn)圖3和圖4，三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路，為由運(yùn)算放大器和二極管構(gòu)成的極大值選擇單元。在任意兩相繞組間導(dǎo)通電角度重疊處，通過(guò)極大值選擇單元的作用，參與總電流閉環(huán)控制的反饋信號(hào)自動(dòng)的選擇相電流的最大值。本實(shí)用新型中的極大值選擇單元主要用運(yùn)放和二極管構(gòu)成，電路簡(jiǎn)單可靠，具體接法不限。下面給出兩種具體連接的實(shí)施例，以進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施例I[0025]如圖I所示，極大值選擇單元包括三個(gè)運(yùn)算放大器、三個(gè)二極管和一個(gè)電阻，其中三個(gè)運(yùn)算放大器的同相輸入端分別為三相電流信號(hào)的輸入端，每一運(yùn)算放大器的輸出端連接一個(gè)二極管的陽(yáng)極，三個(gè)二極管的陰極并聯(lián)后形成公共輸出端，公共輸出端還通過(guò)所述電阻分別與三個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端連接。三個(gè)運(yùn)算放大器的同相輸入端分別設(shè)有毛刺濾除電路，三相電流信號(hào)分別通過(guò)毛刺濾除電路后輸入至相應(yīng)運(yùn)算放大器的同相輸入端。圖3中的電路未畫(huà)出接于極大值選擇單元輸出端與電流調(diào)節(jié)器虛零端間的負(fù)載電阻。虛零端亦即電流調(diào)節(jié)器運(yùn)放的反相輸入端，電位等于零。作為本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)選，三個(gè)二極管的陰極并聯(lián)后的公共輸出端通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)電阻分別連接三個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端，并在串聯(lián)點(diǎn)與三個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端的公共端之間跨接有濾波電容。這樣可以滿(mǎn)足總的電流反饋信號(hào)需要低通濾波的需要。實(shí)施例2如圖4所示，與圖3電路比較起來(lái)，極小值選擇電路中運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端互 換，同時(shí)與運(yùn)算放大器的輸出端串聯(lián)的二極管的極性互換。極小值選擇電路選擇絕對(duì)值最大的負(fù)電壓輸出，最后靠公共反相器變成正信號(hào)。具體如下極大值選擇單元包括三路分別與三相電流信號(hào)連接的極小值選擇電路和與三路極小值選擇電路并聯(lián)后的公共輸出端連接的公共反相器，其中，極小值選擇電路由一個(gè)運(yùn)算放大器的輸出端連接一個(gè)二極管的陰極構(gòu)成，公共反相器的輸出端通過(guò)一個(gè)電阻分別連接三個(gè)運(yùn)算放大器的同相輸入端。每個(gè)運(yùn)算放大器的輸出端與反向輸入端之間接有濾波電路，用于濾除各相電流信號(hào)存在的毛刺，同時(shí)消除二極管不通的運(yùn)放輸出上產(chǎn)生的寄生振蕩。在需要對(duì)總反饋電流信號(hào)進(jìn)行低通濾波時(shí)，則可在接成反相器的運(yùn)放上加接負(fù)反饋電容。參考圖1，三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制器，包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、絕對(duì)值變換器、電流調(diào)節(jié)器、脈寬控制電路、功率逆變電路、相電流傳感器、電流反饋信號(hào)合成單元、角位移傳感器和轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)合成單元。外部轉(zhuǎn)速給定信號(hào)輸入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器將其將與轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)合成單元輸送的轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)綜合計(jì)算后生成轉(zhuǎn)速給定信號(hào)，并傳輸給絕對(duì)值變換電路。絕對(duì)值變換電路將雙極性的轉(zhuǎn)速給定信號(hào)變成單極性的轉(zhuǎn)速給定信號(hào)并傳輸給電流調(diào)節(jié)器，電流調(diào)節(jié)器將其與電流反饋信號(hào)合成單元輸送的電流反饋信號(hào)綜合計(jì)算后生成的電流給定信號(hào)傳輸給脈寬控制電路。脈寬控制電路將電流給定信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定占空比的PWM控制信號(hào)傳輸給功率逆變電路。功率逆變電路將弱電的PWM控制信號(hào)變換為功率信號(hào)傳輸給開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的繞組，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。相電流傳感器通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的繞組電流的采集將電流信號(hào)傳輸給電流反饋信號(hào)合成單元，電流反饋信號(hào)合成單元生成電流反饋信號(hào)輸送至電流調(diào)節(jié)器參與電流反饋。角位移傳感器將電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸給轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)合成單元，轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)合成單元生成轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)輸送至轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參與轉(zhuǎn)速反饋。其中電流反饋信號(hào)合成單元為上述任一種三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路。本使用新型的重點(diǎn)在于由運(yùn)算放大器和二極管構(gòu)成的極大值選擇單元作為電流反饋信號(hào)合成單元。以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，不用于限制本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路，其特征在于，其為由運(yùn)算放大器和二極管構(gòu)成的極大值選擇單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路，其特征在于，所述極大值選擇單元包括三個(gè)運(yùn)算放大器、三個(gè)二極管和一個(gè)電阻，其中三個(gè)運(yùn)算放大器的同相輸入端分別為三相電流信號(hào)的輸入端，每一運(yùn)算放大器的輸出端連接一個(gè)二極管的陽(yáng)極，三個(gè)二極管的陰極并聯(lián)后形成公共輸出端，公共輸出端還通過(guò)所述電阻分別與三個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路，其特征在于，所述三個(gè)運(yùn)算放大器的同相輸入端分別設(shè)有毛刺濾除電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路，其特征在于，所述三個(gè)二極管的陰極并聯(lián)后的公共輸出端通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)電阻分別連接三個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端，并在串聯(lián)點(diǎn)與三個(gè)運(yùn)算放大器的反相輸入端的公共端之間跨接有濾波電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路，其特征在于，所述極大值選擇單元包括三路分別與三相電流信號(hào)連接的極小值選擇電路和與三路極小值選擇電路并聯(lián)后的公共輸出端連接的公共反相器，其中，極小值選擇電路由一個(gè)運(yùn)算放大器的輸出端連接一個(gè)二極管的陰極構(gòu)成，公共反相器的輸出端通過(guò)一個(gè)電阻分別連接三個(gè)運(yùn)算放大器的同相輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路，其特征在于，所述每個(gè)運(yùn)算放大器的輸出端與反向輸入端之間接有濾波電路。
7.三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制器，包括信號(hào)反饋電路合成單元，其特征在于，所述信號(hào)反饋電路合成單元為權(quán)利要求1-6任一所述的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制器及合成總電流反饋信號(hào)的電路，其中三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的合成總電流反饋信號(hào)的電路為由運(yùn)算放大器和二極管構(gòu)成的極大值選擇單元。本實(shí)用新型的電路構(gòu)成簡(jiǎn)單，可有效減小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)和噪聲。
文檔編號(hào)H02P6/10GK202364174SQ20112052441
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者周海亮 申請(qǐng)人:北京中紡銳力機(jī)電有限公司