一种采用散热风扇的快速能耗制动电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种采用散热风扇的快速能耗制动电路，包括依次连接的储能电路、能耗电路和逆变器。所述能耗电路为电阻和风扇能耗电路，包括两个MOSFET、第一交流电容、第二电解电容、三个电阻、三个二极管、一个高频变压器、一个稳压二极管和一个直流散热风扇。本实用新型专利技术使电动机更加快速和频繁停车，电路结构简单、控制简便、散热快、损耗小，适用于变频器供电的工业缝纫机、数控机床等需要快速定位的应用场合，且具有设计结构新颖、通用性强、成本低廉等优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力电子
的快速制动技术，具体地，涉及一种采用散热风扇的快速能耗制动电路。
技术介绍
快速制动技术是工业应用技术的重要组成部分。随着某些工业领域的迅猛发展，如单相交流电源供电的工业缝纫机(500W)、数控机床(5.0kff以下)等需要快速定位的电力电子变换器，对于使得电动机快速准确停车的快速制动技术的要求越来越高。因此，散热快，能耗小，控制策略简单的快速制动电路符合快速制动技术的发展要求，具有良好的应用前景。快速制动方案有很多种，目前比较常用的为能耗制动方案，在变频器的直流回路设置功率电阻与功率开关串联，在制动时通过控制功率开关的占空比，使得功率电阻耗能，转移电动机制动时回馈的能量，实施制动。这种制动方式是耗能方式，制动的快速效果尚有不足。经过对现有适合快速制动技术的检索发现，文章《一种无刷直流电动机快速制动准确定位控制方案的设计》(《工矿自动化》，2010第9期)中描述的在电动机刹车制动时，使电动机电源短接，使电动机内产生一个与惯性旋转方向相反的旋转磁场，使电动机快速制动。该方法控制复杂、成本较高，制动能量消耗在电动机内部，不适合频繁制动的应用场合。原有的其它能耗制动方式中，制动时直流回路电压不能低于电网电压的峰值，否则制动回路需要释放电动机的回馈能量同时，还要释放来自电源的能量，造成制动深度不够的情况。为此需要采用新的快速制动技术，以便于简化结构、简化控制、降低成本和提高性倉泛。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本技术所要解决的技术问题是提供一种采用散热风扇的快速能耗制动电路，能够实现快速能耗制动，具有结构简单、控制简便、成本低廉等优点。为实现上述目的，本技术提供了一种采用散热风扇的快速能耗制动电路，包括依次连接的储能电路，能耗电路以及逆变器；所述能耗电路为电阻电容能耗电路，包括两个MOSFET、第一交流电容、第二电解电容、三个电阻、三个二极管、一个高频变压器、一个稳压二极管和一个直流散热风扇，其中:第一 MOSFET的漏极与直流电源的输入正极相连，其源极与第二节点相连；所述的第一电阻与第一二极管并联，两端分别连接第二节点与第三节点；所述高频变压器原边两端分别连接第三节点与第七节点；所述第一交流电容与第二电阻并联，两端连接第三节点与第四节点；所述第二二极管与所述第二电阻串联，第二二极管阴极连接第四节点，阳极连接第七节点；所述高频变压器副边异名端与所述的第三二极管串联，阴极连接第五节点；所述的第二电解电容、第三电阻、稳压二极管与直流散热风扇并联，两端分别连接第五节点与第六节点；第二 MOSFET的漏极与第七节点相连，源极与第八节点相连；其中，所述第二节点为所述第一 MOSFET的源极与所述第一电阻的连接点，所述第三节点为所述第一电阻与所述高频变压器原边同名端的连接点，所述第四节点为所述第二电阻与所述第二二极管阴极的连接点，所述第五节点为所述第三二极管阴极与所述第二电解电容阳极的连接点，所述第六节点为所述高频变压器副边同名端，所述第七节点为所述第二二极管与所述第二MOSFET的连接点，所述第八节点为所述直流电源的输入负极。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果:本技术装置利用功率电阻直接耗能、高频变压器转储能量、直流风扇散热耗能的手段可以:(1)实现大占空比下功率电阻耗能，可以实现在第二 MOSFET关断期间继续通过高频变压器转储能量、直流风扇散热耗能，因此可以获得大占空比快速耗能和更快速制动，部分制动能量还可以用来辅助散热；(2)功率电阻的阻值可以减少或者取消使用功率电阻，完全由直流风扇散热；(3)当制动时，第一 MOSFET保持关断状态，储能电路的能量不能补充给耗能电路。如果储能电路的能量过高，反过来，耗能电路还能够将能量回馈储能电路。能耗电路的端电压可以低于储能电路，能耗电路可以实现深度放电和更快速放电。本技术电路结构简单、控制简便、安全性好，符合快速制动要求，且具有设计结构新颖、通用性强、成本低廉等优点。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本技术的一种采用散热风扇的快速能耗制动电路原理图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变型和改进。这些都属于本技术的保护范围。如图1所示，一种快速能耗制动电路，包括储能电路，能耗电路和逆变器3，其中，储能电路与能耗电路并联，电路的输入端与直流电源的输出端相连，输出端与逆变器3的输入端相连。逆变器3带动电动机工作，需要紧急停机时，由能耗电路快速消耗转移电动机的储能或外加位势能。能耗电路中，电阻直接耗电，高频变压器储存磁能，直流风扇消耗能量，制动时储能电路不影响耗能电路，实现快速能耗制动。下面详述其各部分具体电路结构。本实施例中，储能电路I为大电容储能，包括第一电解电容El，所述第一电解电容正极与直流电源的输入正极Pl相连，其负极与直流电源的输入负极NI相连；本实施例中，能耗电路2为电阻能耗、直流风扇耗能电路，包括两个MOSFET SI和S2、两个电容Cl和E2、三个电阻Rl R3、三个二极管Dl D3、一个高频变压器Tl、一个稳压二极管ZDl和一个直流散热风扇F1，其中，所述第一 MOSFET SI的漏极与直流电源的输入正极Pl相连，其源极与所述的第二节点02相连；所述的第一电阻Rl与第一二极管Dl并联，两端分别连接第二节点02与第三节点03 ;所述高频变压器Tl原边两端分别连接第三节点03与第七节点07 ;所述第一交流电容Cl与第二电阻R2并联，两端连接第三节点03与第四节点04 ;所述第二二极管D2与第二电阻R2串联，第二二极管D2阴极连接第四节点04，阳极连接第七节点07 ;所述高频变压器Tl副边异名端与所述的第三二极管D3串联，阴极连接第五节点05 ;所述的第二电解电容E2、第三电阻R3、稳压二极管ZDl与直流散热风扇Fl并联，两端分别连接第五节点05与第六节点06 ;第二 MOSFET S2的漏极与第七节点07相连，源极与第八节点08相连；第一节点01为所述直流电源的输入正极Pl，所述第二节点02为所述第一 MOSFETSI的源极与所述第一电阻Rl的连接点，所述第三节点03为所述第一电阻Rl与所述高频变压器Tl原边同名端的连接点，所述第四节点04为所述第二电阻R2与所述第二二极管D2阴极的连接点，所述第五节点05为所述第三二极管D3阴极与所述第二电解电容E2的连接点，所述第六节点06为所述高频变压器Tl副边同名端，所述第七节点07为所述第二二极管D2与所述第二 MOSFET S2的连接点，所述第八节点08为所述直流电源的输入负极NI ；本实施例中，所述逆变器3为相应功率等级的电压源逆变器。本实施例中，储能电路为包含多个接入端口的蓄电池或大电容。具体地，在本实施例中，所采用的各个器件的参数如下:第一交流电容的电容值为2 μ F，耐压为600V，第一电解电容的电容值为680 μ F，耐压为400V，第二电解电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用散热风扇的快速能耗制动电路，其特征在于，包括依次连接的储能电路，能耗电路以及逆变器；所述能耗电路为电阻电容能耗电路，包括两个MOSFET、第一交流电容、第二电解电容、三个电阻、三个二极管、一个高频变压器、一个稳压二极管和一个直流散热风扇，其中：第一MOSFET的漏极与直流电源的输入正极相连，其源极与第二节点相连；所述的第一电阻与第一二极管并联，两端分别连接第二节点与第三节点；所述高频变压器原边两端分别连接第三节点与第七节点；所述第一交流电容与第二电阻并联，两端连接第三节点与第四节点；所述第二二极管与所述第二电阻串联，第二二极管阴极连接第四节点，阳极连接第七节点；所述高频变压器副边异名端与所述的第三二极管串联，阴极连接第五节点；所述的第二电解电容、第三电阻、稳压二极管与直流散热风扇并联，两端分别连接第五节点与第六节点；第二MOSFET的漏极与第七节点相连，源极与第八节点相连；其中，所述第二节点为所述第一MOSFET的源极与所述第一电阻的连接点，所述第三节点为所述第一电阻与所述高频变压器原边同名端的连接点，所述第四节点为所述第二电阻与所述第二二极管阴极的连接点，所述第五节点为所述第三二极管阴极与所述第二电解电容阳极的连接点，所述第六节点为所述高频变压器副边同名端，所述第七节点为所述第二二极管与所述第二MOSFET的连接点，所述第八节点为所述直流电源的输入负极。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王男，陆飞，杨喜军，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：实用新型
国别省市：