一種直流電機能耗制動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流電機能耗制動控制系統(tǒng)，它包括直流電動機、直流恒壓電源、轉矩轉速傳感器、PLC處理器、斬波器控制板、IGBT功率組件和制動控制電阻模塊，直流恒壓電源的電壓輸出通過制動控制電阻模塊與直流電動機的電壓輸入連接，直流電動機與轉矩轉速傳感器連接，轉矩轉速傳感器的輸出與PLC處理器的輸入連接，PLC處理器的輸出與斬波器控制板的輸入連接，斬波器控制板的輸出與IGBT功率組件的輸入連接，IGBT功率組件與制動控制電阻模塊并聯(lián)。本發(fā)明通過PLC處理器使制動控制電阻模塊在不同狀況下進行開斷，從而使直流電動機的轉速轉矩輸出變化，實現(xiàn)能耗制動。
【專利說明】一種直流電機能耗制動控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流電機能耗制動控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]直流串勵電動機，即電樞與勵磁線圈串聯(lián)的直流電動機。此種電動機一般是通過三相6脈波可控硅整流裝置來驅(qū)動。整流裝置調(diào)節(jié)直流輸出電壓，進而改變電動機轉速；調(diào)節(jié)直流輸出電流，進而改變電動機扭矩。但是，此種電動機在大多數(shù)場合都只能做單象限運行(即轉速和扭矩同方向)，而一般意義上的能耗制動解決的是將電機斷電，使得負載的上升過程停下來，但不能阻止此后負載在重力作用下的下降。實踐中需利用基于機械摩擦或電磁原理的輔助剎車來控制，使負載以某一速度向下運動或停止運動，這就大大增加了系統(tǒng)成本。
[0003]為了實現(xiàn)直流串勵電動機的四象限運行，真正做到位能負載的懸停和下放速度可控，就必須接入一臺直流恒壓電源，控制直流電動機的扭矩來平衡負載的重力，以能耗制動的方式來完成扭矩的平衡和可控。
[0004]為了達到上述目的，如何連續(xù)調(diào)節(jié)直流電動機的扭矩是關鍵。現(xiàn)有的做法往往是接入一臺可控硅整流裝置做電源，連續(xù)調(diào)節(jié)整流裝置的電流輸出以此改變電動機的扭矩。但是這么做的效果不是很理想，存在以下問題:
(I)接入的可控硅整流裝置始終要有電流輸出，能耗制動電阻始終處在發(fā)熱裝置，能量損耗很高；(2)可控硅整流裝置輸出的電流是需要時刻變化且快速響應的，但在控制上要做到既精確又具備很高的實時性，存在很大的難度；(3)系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)節(jié)既依賴于系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的設備本身，也與直流串勵電動機能耗制動的計算方法有關，因此要做到整個能耗制動過程中轉速的精確可控是非常難的；(4)可控硅整流裝置的性能好壞對整個系統(tǒng)的正常使用影響很大，因此整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性很難保證，也難以得到大范圍的推廣和應用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種直流電機能耗制動控制系統(tǒng)，通過PLC處理器使制動控制電阻模塊在不同狀況下進行開斷，從而使直流電動機的轉速轉矩輸出變化，實現(xiàn)能耗制動。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:一種直流電機能耗制動控制系統(tǒng)，它包括直流電動機、直流恒壓電源、轉矩轉速傳感器、PLC處理器、斬波器控制板、IGBT功率組件和制動控制電阻模塊，直流恒壓電源的電壓輸出通過制動控制電阻模塊與直流電動機的電壓輸入連接，直流電動機與轉矩轉速傳感器連接，轉矩轉速傳感器的輸出與PLC處理器的輸入連接，PLC處理器的輸出與斬波器控制板的輸入連接，斬波器控制板的輸出與IGBT功率組件的輸入連接，IGBT功率組件與制動控制電阻模塊并聯(lián)。
[0007]作為本發(fā)明的進一步改進，它還包括保護電路模塊，保護電路模塊與斬波器控制板連接。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，它還包括續(xù)流二極管，續(xù)流二極管與直流恒壓電源并聯(lián)。
[0009]所述的斬波器控制板內(nèi)集成有PMW芯片。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:(I) PLC處理器通過轉矩轉速傳感器獲得直流電動機的速度信號，發(fā)送控制信號給斬波器控制板，斬波器控制板接收處理信號后，控制IGBT功率組件使制動控制電阻模塊在不同狀況下進行開斷，從而使直流電動機的轉速轉矩輸出變化，實現(xiàn)能耗制動；(2)實現(xiàn)直流串勵電動機的四象限運行，實現(xiàn)位能負載的懸停和下放速度可控，以能耗制動的方式來完成扭矩的平衡和可控。(3)系統(tǒng)結構簡單，維護方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明直流電機能耗制動控制系統(tǒng)的結構框圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。
[0013]如圖1所示，一種直流電機能耗制動控制系統(tǒng)，它包括直流電動機、為直流電動機提供電壓的直流恒壓電源、轉矩轉速傳感器、PLC處理器、斬波器控制板、IGBT功率組件和制動控制電阻模塊，直流恒壓電源的電壓輸出通過制動控制電阻模塊與直流電動機的電壓輸入連接，直流電動機與轉矩轉速傳感器連接，轉矩轉速傳感器的輸出與PLC處理器的輸入連接，PLC處理器的輸出與斬波器控制板的輸入連接，斬波器控制板的輸出與IGBT功率組件的輸入連接，IGBT功率組件與制動控制電阻模塊并聯(lián)。
[0014]作為本發(fā)明的進一步改進，它還包括保護電路模塊，保護電路模塊與斬波器控制板連接。
[0015]作為本發(fā)明的進一步改進，它還包括續(xù)流二極管，續(xù)流二極管與直流恒壓電源并聯(lián)。
[0016]所述的斬波器控制板內(nèi)集成有PMW芯片。
[0017]本發(fā)明工作過程為:轉矩轉速傳感器實時測量直流電動機在能耗制動狀態(tài)下的下放速度信號，并將速度信號發(fā)送至PLC處理器，PLC處理器根據(jù)自身內(nèi)置的數(shù)學公式計算出直流電動機所需要的扭矩及電樞電流，從而計算出斬波器控制板所需的PWM脈沖寬度，并發(fā)送控制信號給斬波器控制板。斬波器控制板內(nèi)集成的PMW芯片產(chǎn)生PWM脈沖信號，并將PWM脈沖信號輸出至IGBT功率組件，以PWM脈沖信號控制IGBT功率組件的工作狀態(tài)，使其按占空比接通和關斷IGBT功率組件，并且實時對IGBT功率組件進行保護。由于IGBT功率組件與制動控制電阻模塊并聯(lián)，IGBT功率組件的接通和關斷使制動控制電阻模塊的開、斷狀態(tài)發(fā)生變化，由于制動控制電阻模塊與直流電動機串聯(lián)，其斷、開狀態(tài)將影響直流電動機的輸入電壓電流，實現(xiàn)直流電動機轉速的調(diào)整。
[0018]直流電動機由SCR可控硅整流裝置傳動驅(qū)動負載提升到某一高度，由于負載自身的重力，如果沒有外力勢必會下降，拖動直流電動機反轉使其處于發(fā)電狀態(tài)并產(chǎn)生電樞電動勢，此時SCR可控硅整流裝置與直流電動機須斷開。
[0019]所述的直流恒壓電源的輸出設定電壓為100VDC，由于斬波器控制板控制PWM脈沖寬度，使其按占空比接通和關斷IGBT功率組件，那么直流電動機電樞電流與續(xù)流二極管流經(jīng)的電流相等。
【權利要求】
1.直流電機能耗制動控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括直流電動機、直流恒壓電源、轉矩轉速傳感器、PLC處理器、斬波器控制板、IGBT功率組件和制動控制電阻模塊，直流恒壓電源的電壓輸出通過制動控制電阻模塊與直流電動機的電壓輸入連接，直流電動機與轉矩轉速傳感器連接，轉矩轉速傳感器的輸出與PLC處理器的輸入連接，PLC處理器的輸出與斬波器控制板的輸入連接，斬波器控制板的輸出與IGBT功率組件的輸入連接，IGBT功率組件與制動控制電阻模塊并聯(lián)。
2.根據(jù)權利要求1所述的直流電機能耗制動控制系統(tǒng)，其特征在于:它還包括保護電路模塊，保護電路模塊與斬波器控制板連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的直流電機能耗制動控制系統(tǒng)，其特征在于:它還包括續(xù)流二極管，續(xù)流二極管與直流恒壓電源并聯(lián)。
4.根據(jù)權利要求1所述的直流電機能耗制動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的斬波器控制板內(nèi)集成有PMW芯片。
【文檔編號】H02P3/12GK104485854SQ201410807153
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權日:2014年12月23日
【發(fā)明者】趙軍民, 陳克利, 劉育生, 周翼 申請人:四川中曼電氣工程技術有限公司