本实用新型专利技术一种基于电流斩波的无刷线圈激磁直流电机控制系统，属于电力电子控制技术领域；该系统包括三相绝缘栅双极晶体管驱动电路、无刷线圈激磁直流电机、中央处理器和光耦隔离电路，还包括电流斩波电路；本实用新型专利技术消除了电机绕组因电流过大引起的发热甚至短路问题，减小了电机因绕组电流过小引起的电机扰动问题，能够使电机平滑运行，控制电机的转速及转矩波动，由硬件电路组成，结构简单、通用性好，仅需简单设置斩波极限值便可应用于多种电机中进行斩波，降低了电机的开关损耗，提高了电机的运行效率，并提高了电机动态响应速度，通过控制绕组电流的上下限，即可适用电机的低速运行。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于电力电子控制
，具体涉及一种基于电流斩波的无刷线圈激磁直流电机控制系统。
技术介绍
无刷线圈激磁直流电机是在无刷直流电机的基础上设计的，对于此新型电机构成了全新的控制系统，为了使电机机构能够平滑启动，避免绕组电流过大或过小引起的电机绕组短路、电机转矩波动大等问题，需对本电机设置电流斩波装置。普通的斩波装置的通用性不强，需要对具体的电机进行不同的电路及软件设置，不能方便的提供斩波信号，依据计算机软件实现的较多，因此没有良好的通用性；开关损耗较大，不利于提高电机运行效率，用作调速系统时，系统在负载扰动下的动态响应十分缓慢；不适用于电机低速运行。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提出一种基于电流斩波的无刷线圈激磁直流电机控制系统，以达到保护电机、提高电机运行性能、降低电机开关损耗和提高通用性的目的。一种基于电流斩波的无刷线圈激磁直流电机控制系统，包括三相绝缘栅双极晶体管驱动电路、无刷线圈激磁直流电机、中央处理器和光耦隔离电路，其特征在于:还包括电流斩波电路；所述电流斩波电路包括A相绕组电流斩波电路、B相绕组电流斩波电路、C相绕组电流斩波电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述三相绝缘栅双极晶体管驱动电路的输出端同时连接无刷线圈激磁直流电机的励磁绕组和电流斩波电路的输入端，三相绝缘栅双极晶体管驱动电路的输入端连接光耦隔离电路的输出端，无刷线圈激磁直流电机的励磁绕组连接电流斩波电路的输入端，电流斩波电路的输出端连接中央处理器的输入端，中央处理器的输出端连接光耦隔离电路的输入端，所述中央处理器连接PC机；所述A相绕组电流斩波电路的输出端同时连接B相绕组电流斩波电路的输出端、C相绕组电流斩波电路的输出端、第一电阻的一端和第一二极管的阴极，第一电阻的另一端接地；第一二极管的阳极同时连接第二二极管的阳极、第二电阻的一端和第三二极管的阴极；第二二极管的阴极接地，第二电阻的另一端连接电源；第三二极管的阳极同时连接第四二极管的阳极和第三电阻的一端，第四二极管的阴极接地，第三电阻的另一端连接电源，将第一二极管的阳极和第三二极管的阳极共同作为电流斩波电路的输出端。所述A相绕组电流斩波电路、B相绕组电流斩波电路和C相绕组电流斩波电路的电路结构相同，均包括第一电流传感器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第一运算放大器；所述第一电流传感器的一端同时连接第五二极管的阳极、第六二极管的阴极、第四电阻的一端和第一运算放大器的同相输入端，第一电流传感器的另一端同时连接第五电阻的一端、第六电阻的一端、第五二极管的阴极、第一电容的一端、第六二极管的阳极和第一运算放大器的反相输入端，将第一电流传感器的两端作为绕组电流斩波电路的输入端，第四电阻的另一端同时连接第一运算放大器的发射端和第七二极管的阳极，将第七二极管的阴极作为绕组电流斩波电路的输出端；第五电阻的另一端连接电源，第六电阻的另一端接地，第一电容的另一端接地；所述绕组电流斩波电路包括A相绕组电流斩波电路、B相绕组电流斩波电路和C相绕组电流斩波电路。所述三相绝缘栅双极晶体管驱动电路包括三相不对称半桥绝缘栅双极晶体管电机驱动电路和单相桥式绝缘栅双极晶体管驱动电路。本技术的有益效果:本技术基于电流斩波的无刷线圈激磁直流电机控制系统，消除了电机绕组因电流过大引起的发热甚至短路问题；减小了电机因绕组电流过小引起的电机扰动问题，能够使电机平滑运行，控制电机的转速及转矩波动；本技术由硬件电路组成，结构简单、通用性好，仅需简单设置斩波极限值便可应用于多种电机中进行斩波；本技术仅由简单元器件构成，降低了电机的开关损耗，提高了电机的运行效率，并提高了电机动态响应速度，通过控制绕组电流的上下限，即可适用电机的低速运行。【附图说明】图1为本技术一种实施例的基于电流斩波的无刷线圈激磁直流电机控制系统结构框图；图2为本技术一种实施例的电流斩波电路原理图；图3为本技术一种实施例的三相不对称半桥绝缘栅双极晶体管电机驱动电路原理图；图4为本技术一种实施例的单相桥式绝缘栅双极晶体管驱动电路原理图；图5为本技术一种实施例的光耦隔离电路原理图；图6为本技术一种实施例的无刷线圈激磁直流电机结构示意图；图7为本技术一种实施例的三相9-6结构无刷线圈激磁直流电机的定转子结构尚]面图；图8为本技术一种实施例的无刷线圈激磁直流电机磁通路径示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术一种实施例做进一步说明。本实施例中，基于电流斩波的无刷线圈激磁直流电机控制系统，系统结构框图如图1所示，包括三相绝缘栅双极晶体管驱动电路、无刷线圈激磁直流电机、中央处理器和光耦隔离电路和电流斩波电路；本实施例中，中央处理器DSP采用TMS320F2812型号，第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器均采用霍尔电流传感器，型号为TBC10P，PWM信号光耦隔离采用6N137型号，本实施例中电源模块包括220V交流电压转为± 15V、5V直流电压以及5V?3.3V电平转换电路、5V?1.8V电平转换电路；本实施例中，所述三相绝缘栅双极晶体管驱动电路的输出端同时连接无刷线圈激磁直流电机的励磁绕组和电流斩波电路内部的电流传感器，单相桥式绝缘栅双极晶体管驱动电路中绝缘栅双极晶体管的基极和三相不对称半桥绝缘栅双极晶体管电机驱动电路中绝缘栅双极晶体管的基极共同连接光耦隔离电路的输出端，无刷线圈激磁直流电机的励磁绕组连接电流斩波电路内部的电流传感器，电流斩波电路的输出端I连接中央处理器DSP的ADCINB0端口，电流斩波电路的输出端2连接中央处理器DSP的ADCINBI端口，中央处理器DSP的十路输出端PWMl?PWMlO连接光耦隔离电路的输入端，所述中央处理器DSP连接PC机；本实施例中，所述三相绝缘栅双极晶体管驱动电路包括三相不对称半桥绝缘栅双极晶体管电机驱动电路和单相桥式绝缘栅双极晶体管驱动电路，其中，所述的三相不对称半桥绝缘栅双极晶体管电机驱动电路的第一输出端同时连接无刷线圈激磁直流电机的A相励磁绕组和A相绕组电流斩波电路的第一电流传感器CD-A，三相不对称半桥绝缘栅双极晶体管电机驱动电路的第二输出端同时连接无刷线圈激磁直流电机的B相励磁绕组和B相绕组电流斩波电路的第一电流传感器CD-B，三相不对称半桥绝缘栅双极晶体管电机驱动电路的第三输出端连接无刷线圈激磁直流电机的C相励磁绕组和C相绕组电流斩波电路的第一电流传感器CD-C ;单相桥式绝缘栅双极晶体管驱动电路的输出端连接无刷线圈激磁直流电机的激磁线圈；本实施例中，如图2所示电流斩波电路，包括A相绕组电流斩波电路、B相绕组电流斩波电路、C相绕组电流斩波电路、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3和第四二极管VD4 ;其中，所述A相绕组电流斩波电路的输出端同时连接B相绕组电流斩波电路的输出端、C相绕组电流斩波电路的输出端、第一电阻Rl的一端和第一二极管VDl的阴极，第一电阻Rl的另一端接地，第一二极管VDl的阳极同时连接第二二极管VD2的阳极、第二电阻R2的一端和第三二本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于电流斩波的无刷线圈激磁直流电机控制系统，包括三相绝缘栅双极晶体管驱动电路、无刷线圈激磁直流电机、中央处理器和光耦隔离电路，其特征在于：还包括电流斩波电路；所述电流斩波电路包括A相绕组电流斩波电路、B相绕组电流斩波电路、C相绕组电流斩波电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述三相绝缘栅双极晶体管驱动电路的输出端同时连接无刷线圈激磁直流电机的励磁绕组和电流斩波电路的输入端，三相绝缘栅双极晶体管驱动电路的输入端连接光耦隔离电路的输出端，无刷线圈激磁直流电机的励磁绕组连接电流斩波电路的输入端，电流斩波电路的输出端连接中央处理器的输入端，中央处理器的输出端连接光耦隔离电路的输入端，所述中央处理器连接PC机；所述A相绕组电流斩波电路的输出端同时连接B相绕组电流斩波电路的输出端、C相绕组电流斩波电路的输出端、第一电阻的一端和第一二极管的阴极，第一电阻的另一端接地；第一二极管的阳极同时连接第二二极管的阳极、第二电阻的一端和第三二极管的阴极；第二二极管的阴极接地，第二电阻的另一端连接电源；第三二极管的阳极同时连接第四二极管的阳极和第三电阻的一端，第四二极管的阴极接地，第三电阻的另一端连接电源，将第一二极管的阳极和第三二极管的阳极共同作为电流斩波电路的输出端。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱民，张金华，娄家川，毕玉洁，吴志恒，冀田，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。