【技术实现步骤摘要】
变频输入逆变式直流电机驱动控制器
本专利技术涉及一种电机控制器,具体地说是一种变频输入逆变式直流电机驱动控制器。
技术介绍
目前作为电动汽车和电动工程机械的直流行走电机,其动力均是由固定电压的直流电源(例如蓄电池)或固定电压的交流电源(例如交流发电机)来提供的。因此,作为直流电机驱动的控制器,其输入均是固定电压的直流电或是固定频率、固定电压的交流电。然而,用三相交流内燃发电机组做为动力的电动汽车或电动工程机械,如果其行走电机的控制器依然要求输入的是固定电压的直流电或固定电压、固定频率的交流电,显然电动汽车或电动工程机械行走过程中,作为动力的内燃发电机组永远持续工作在额定转速、额定频率、额定电压的额定工况,机组的原动机持续在高转速工况运行,这不仅使电动汽车或电动工程机械在行走过程中产生持续较大的噪音,更重要的是增加了机械磨损和能源消耗。与此同时,目前常规的由交流发电机组做为动力的直流电机驱动电路,都是机组提供的交流电经工频变压器降压、整流来驱动直流电机运转,显然工频变压器不仅体积大、重量重,而且耗费的铁损与铜损都较大,不仅效率低而且成本也相应较高,造成极大的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种变频输入逆变式直流电机驱动控制器,它能够将电压可变(150~380V)、频率(20Hz~50Hz)可变的三相交流电转换成符合直流电机工作特性的电压,输出的直流电压与输入的交流频率同步变化,从而实现用机组原动机油门踏板控制直流行走电机无级变速、达到模拟汽车行走特性的目的,降低行走过程中产生的噪音,减少机械磨损和能源消耗;另外,本专利技术逆变电路采用了高频主变压器, ...
【技术保护点】
变频输入逆变式直流电机驱动控制器,其特征在于:包括主电路(61)和控制电路(62),主电路(61)包括整流器(1),整流器(1)的输出端与滤波器(2)的输入端连接,滤波器(2)的输出端与逆变单元(3)的输入端连接,逆变单元(3)的输出端与高频主变压器(4)的输入端连接,高频主变压器(4)的输出端与高频整流器(5)的输入端连接,高频整流器(5)的输出端与高频滤波器(6)的输入端连接,控制电路(62)包括高频信号发生电路(7)、频率检测电路(8)、信号处理运算电路(9)、采样电路(10)和中央控制器(11)。
【技术特征摘要】
2013.04.17 CN 201310133565.21.变频输入逆变式直流电机驱动控制器,其特征在于:包括主电路(61)和控制电路(62),主电路(61)包括整流器(1),整流器(1)的输出端与滤波器(2)的输入端连接,滤波器(2)的输出端与逆变单元(3)的输入端连接,逆变单元(3)的输出端与高频主变压器(4)的输入端连接,高频主变压器(4)的输出端与高频整流器(5)的输入端连接,高频整流器(5)的输出端与高频滤波器(6)的输入端连接,控制电路(62)包括高频信号发生电路(7)、频率检测电路(8)、信号处理运算电路(9)、采样电路(10)和中央控制器(11),主电路(61)及控制电路(62)的连接关系如下:整流器(1)将输入的电压、频率可变的三相交流电通过整流器U9后整流成直流电,滤波器(2)由电容C1、电容C5、电容C6和电阻R1、电阻R2组成,电容C1为吸收电容,C5、C6为滤波电容,R1、R2为均压电阻,电容C1的一端与整流器U9的正输出端相连,另一端与整流器U9的负输出端相连,电阻R1与电容C5并联,电阻R2与电容C6并联,电容C5正极与电容C1的一端相连,电容C5负极与电容C6正极相连,电容C6负极与电容C1的另一端相连,逆变单元(3)将输入的直流电通过逆变单元U10逆变输出频率10~100kHz高频交流电,高频主变压器(4)中高频变压器T3的一次侧绕组两端输入高频交流电,高频变压器T3的二次侧绕组两端进行输出,高频变压器T3将二次侧绕组两端得到的交流电通过高频整流器(5)U13整流输出直流电,高频滤波器(6)由电感L4和电容C7组成,电感L4的一端与高频整流器U13的正输出端相连,电感L4的另一端与电容C7的正极相连,电容C7的负极与高频整流器U13的负输出端相连,控制器的外部正输出端与电容C7的正极相连,控制器的外部负输出端与电容C7的负极相连,高频信号发生电路(7)的电源模块U15的引脚1接至电源'12V,电源模块U15的引脚2接至电源'0V,电源模块U15的引脚3上得到电源-15V,电源模块U15的引脚4接至0V电源,电源模块U15的引脚5上得到电源+15V,电容C41与电容C42串联,电容C41的负极与电源模块U15的引脚3相连,电容C41的正极与电源模块U15的引脚4相连,电容C42的正极与电源模块U15的引脚5相连,电容C44与电容C41并联,电容C43与电容C42并联,电源模块U16的引脚1接至电源+15V,电源模块U16的引脚2接至电源0V,电容C46的正极与电源模块U16的引脚3相连,电容C46的负极接至电源0V,电容C45与电容C46并联,给定电压信号QG经电容C9、电容C10、电阻R4、电阻R5、运算放大器U15、电阻R6、电容C11组成的滤波网络到控制芯片U1的5脚,为控制芯片U1工作提供给定信号,电阻R4的一端与电容C9相连,电容C9另一端接至电源0V,电阻R4的另一端与运算放大器U15的同相输入端相连,电阻R5与电容C10并联后一端与运算放大器U15的同相输入端相连,另一端接至电源0V,运算放大器U15的反相输入端与输出端相连,通过电阻R6连接到控制芯片U1引脚5,控制芯片U1的引脚5与电容C11一端相连,电容C11另一端接至电源0V,电阻R7、电阻R8、电容C28、电容C29使控制芯片U1工作能够软启动,电阻R8与电容C29并联,电容C29的正极与控制芯片U1引脚1,电容C29的负极接至电源0V,电阻R7与电容C28串联,电容C28的负极接至电源0V,电容C29的正极与控制芯片U1引脚2,电阻R7的另一端与控制芯片U1引脚1相连,电流传感器U11对高频变压器一次侧电流进行采样所得信号经过电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C18组成的滤波网络到控制芯片U1的4脚,为控制芯片U1工作提供给定信号,电阻R16与电阻R17串联,电阻R17的另一端与电流传感器U11的输出相连,电阻R16的另一端与控制芯片U1引脚4相连,控制芯片U1引脚4通过电阻R14接至-15V电源,控制芯片U1引脚4通过电阻R15接至电源0V,谐波补偿电路由电阻R11、电阻R12、电容C15、电容C16、运算放大器U16组成,运算放大器U16的同相输入端与控制芯片U1引脚8相连,运算放大器U16的反相输入端与输出端相连,电阻R11、电容C16串联后与电阻R12和电容C15并联,电容C15一端与控制芯片U1引脚4相连,电容C15另一端与运算放大器U16输出端相连,震荡定时电路由电阻R9、电阻R10、电容C12、电容C14组成,电阻R9与电阻R10并联,一端与控制芯片U1引脚8相连,另一端接至电源0V,电容C12与电容C14并联,一端与控制芯片U1引脚9相连,另一端接至电源0V,电流传感器U11对高频变压器一次侧电流进行采样所得信号经过电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C18、电容C19为控制芯片U1提供外部关断,电阻R17与电阻R18串联连接到控制芯片U1引脚16,电阻R19与电容C19并联,一端与控制芯片U1引脚16相连,另一端接至电源0V,电阻R13为控制芯片U1输出级偏置电压输入的保护电阻,电容C13、电容C17、电容C30、电容C31为滤波电容,电阻R13一端与控制芯片U1引脚15相连,电阻R13另一端与控制芯片U1引脚13相连,电容C13与电容C30并联,一端与控制芯片U1引脚15相连,另一端接至电源0V,电容C17与电容C31并联,一端与控制芯片U1引脚13相连,另一端接至电源0V,由二极管D10、二极管D11、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、电阻R24、电容C20组成全桥电路,两路信号经过隔离变压器T1、隔离变压器T2、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、电阻R31、电阻R70、二极管D12、二极管D13、二极管D14、二极管D15变为四路信号驱动逆变单元,三极管Q1的基极通过电阻R20与控制芯片U1引脚14相连,三极管Q3的基极通过电阻R21与控制芯片U1引脚14相连,二极管D10的阴极与控制芯片U1引脚14相连,二极管D10的阳极接至电源0V,三极管Q2的基极通过电阻R22与控制芯片U1引脚11相连,三极管Q4的基极通过电阻R23与控制芯片U1引脚11相连,二极管D11的阴极与控制芯片U1引脚14相连,二极管D11的阳极接至电源0V,三极管Q1集电极与三极管Q3集电极相连后与隔离变压器T1和隔离变压器T2的引脚1相连,三极管Q2集电极与三极管Q4集电极相连后,与电阻R24和电容C20并联后的一端相连,电阻R24和电容C20并联后的另一端与隔离变压器T1和隔离变压器T2的引脚2相连,三极管Q3发射极接至电源0V,三极管Q4发射极接至电源0V,三极管Q1发射极与三极管Q2发射极相连,二极管D15与电阻R70串联后与电阻R25并联,二极管D15阴极与隔离变压器T1引脚6相连,电阻R70的另一端与电容C21一端...
【专利技术属性】
技术研发人员:栾亚伦,王兴智,杨松,张格文,
申请(专利权)人:济南田中工贸有限公司,
类型:发明
国别省市:山东;37
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