开关磁阻电机控制器综合保护系统技术方案

开关磁阻电机控制器综合保护系统。由于开关磁阻电机结构简单、调速性能好、运行可靠等优点得到广泛关注，当其运行在复杂工况时会出现过压、欠压、过载、短路等故障，影响设备安全运行，对其实施合理有效的保护具有重要的实际意义。本实用新型专利技术组成包括：交流输入及其保护、整流滤波及其保护、功率变换及其保护。所述交流输入及其保护与整流滤波及其保护相连，所述整流滤波及其保护与功率变换及其保护相连，所述功率变换及其保护与开关磁阻电机相连，所述功率变换及其保护包括功率变换主电路、温度保护电路、电压保护电路、电流保护电路、驱动保护电路、逻辑保护电路，所述功率变换主电路的输入端与直流输入端相连，其输出端分别与温度保护电路、电压保护电路、电流保护电路的输入端相连，其输出端分别通过逻辑保护电路与DSP处理器相连，所述驱动保护电路输入端与DSP处理器相连，其输出端与功率变换主电路相连。

【技术实现步骤摘要】
开关磁阻电机控制器综合保护系统
本技术涉及一种开关磁阻电机控制器综合保护系统。
技术介绍
开关磁阻电机作为一种结构简单坚固、成本低廉、效率高、控制灵活的新型调速电机，近年来，开关磁阻电机在国内外发展迅速，广泛应用于煤矿开采、航空航天、电动汽车等可调速领域，但电机运行在复杂工况时会出现过压、欠压、过载、短路等故障，影响设备安全运行。对电机系统实施合理有效的保护措施，一直以来都是一个技术难点，本专利结合电机运行要求提出了一种比较完善的综合保护方案。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种开关磁阻电机控制器综合保护系统。上述的目的通过以下技术方案实现：开关磁阻电机控制器综合保护系统，其组成包括：交流输入及其保护电路、整流滤波及其保护电路、功率变换及其保护电路。所述交流输入及其保护电路与整流滤波及其保护电路相连，所述整流滤波及其保护电路与功率变换及其保护电路相连，所述功率变换及其保护电路与开关磁阻电机相连，所述功率变换及其保护电路包括功率变换主电路、温度保护电路、电压保护电路、电流保护电路、驱动保护电路、逻辑保护电路，所述功率变换主电路的输入端与直流输入端相连，其输出端分别与温度保护电路、电压保护电路、电流保护电路的输入端相连，其输出端分别通过逻辑保护电路与DSP处理器相连，所述驱动保护电路输入端与DSP处理器相连，其输出端与功率变换主电路相连。所述交流输入及其保护电路完成了瞬态过电压吸收和过流后备保护，其过流后备保护通过交流保险丝来实现，其瞬态过电压吸收通过压敏电阻来实现。所述整流滤波及其保护电路把交流输入电转换为稳定的直流输入电，具有过压保护和上电防冲击保护功能，其过压保护通过TVS来实现，其上电防冲击保护通过电阻R来实现。所述温度保护电路带有热敏电阻，根据热敏电阻为每一个桥臂上面的功率器件进行过温保护。所述电压保护电路包括过压保护电路与欠压保护电路，分别通过逻辑保护电路与DSP的PDPINT保护引脚连接，当出现过压或欠压的情况时，DSP输出的PWM信号将被关闭，从而完成了对功率器件的过压和欠压保护。所述电流保护电路输出端通过逻辑保护电路与DSP的PDPINT保护引脚连接，当出现过流的情况时，DSP输出的PWM信号将被关闭，从而完成了对功率器件的过流保护。所述驱动电路型号为光耦合器HCPL-316J。其本身具有高速光耦隔离、故障信号输出等优点，RESET、GPIOA13分别为复位以及故障反馈信号，R3为限流电阻。当内部集电极与发射极之间出现过压或欠压情况，驱动电路将通过故障反馈引脚反馈给DSP，使其关断PWM信号的输出，重启时需要RESET复位。有益效果：本技术将以DSP28335处理器为核心，最高晶振频率可达150MHz，具有18个PWM输出和16路12位ADC转换通道，通过对DSP输出的PWM信号进行控制设计出一种开关磁阻电机控制器综合保护系统。采用电压保护电路对功率器件进行过压和欠压保护，采用温度保护电路对功率器件的温度进行保护，防止由于温度过高而导致的损坏，采用电流保护电路可以防止电流过大导致的功率器件损坏。本技术采用光耦型驱动电路，内部集成集电极-发射极电压欠饱和检测电路及故障状态反馈电路，具备过流软关断、高速光耦隔离、欠压锁定、故障信号输出的功能，与DSP控制器结合可实现IGBT的驱动，同时满足了安全与调节需要，经过现场运行表明，该技术操作方便，检测数据准确，系统安全可靠。附图说明附图1是本技术的整体结构示意图。附图2是本技术的功率变换及其保护结构框图。附图3是本技术的交流输入保护电路。附图4是本技术的整流滤波保护电路。附图5是本技术的温度保护电路图。附图6是本技术的过压保护电路图。附图7是本技术的欠压保护电路图。附图8是本技术的电流保护电路图。附图9是本技术的驱动保护电路图。附图10是本技术的逻辑保护电路图。具体实施方式实施例1：开关磁阻电机控制器综合保护系统，其组成包括：交流输入及其保护电路、整流滤波及其保护电路、功率变换及其保护电路。所述交流输入及其保护电路与整流滤波及其保护电路相连，所述整流滤波及其保护电路与功率变换及其保护电路相连，所述功率变换及其保护电路与开关磁阻电机相连，所述功率变换及其保护电路包括功率变换主电路、温度保护电路、电压保护电路、电流保护电路、驱动保护电路、逻辑保护电路，所述功率变换主电路的输入端与直流输入端相连，其输出端分别与温度保护电路、电压保护电路、电流保护电路的输入端相连，其输出端分别通过逻辑保护电路与DSP处理器相连，所述驱动保护电路输入端与DSP处理器相连，其输出端与功率变换主电路相连。实施例2：根据实施例1所述的开关磁阻电机控制器综合保护系统，所述交流输入及其保护电路中加入交流保险丝和压敏电阻，其交流保险丝可实现短路、过流保护，其压敏电阻是一种具有电压电流对称特性之电压属性电阻吸收器，可用于保护元件免受雷击、切换瞬变诱发所产生之突波的影响，用于吸收浪涌电压，是一种高能电涌保护。交流输入保护电路完成了对输入的保护。实施例3：根据实施例2所述的开关磁阻电机控制器综合保护系统，所述整流滤波及其保护电路中加入电阻R和TVS。当通电时，由于瞬间电流过大会导致其短路，加入电阻R后可防止上电冲击电流，其TVS可过滤通过整流器的较低能量的瞬态过压，还具有PS的响应能力，吸收电流能力强。整流滤波保护电路完成了对整流后的保护。实施例4：根据实施例3所述的开关磁阻电机控制器综合保护系统，所述温度保护电路带有热敏电阻，根据热敏电阻为每一个桥臂上面的IGBT设计了保护电路，三相功率桥臂都相同，温度对热敏电阻的阻值影响公式如下：式中：在时，=50，=3925K，=298.15K，为实际温度。热敏电阻值跟温度有关。M_T2这一点的电压经过电压比较器与预设电压值进行比较，再反馈给逻辑电路，判断是否关闭PWM信号输出。实施例5：根据实施例4所述的开关磁阻电机控制器综合保护系统，所述电压保护电路包括过压保护电路与欠压保护电路，其过压保护电路输入母线电压通过电阻分压调节到电压比较器输入端允许的电压值，输出通过R52和C86构成的一阶RC滤波电路加到电压比较器的同相输入端。15V电源通过电阻分压作为电压基准给定，通过退偶电容C87滤除掉纹波之后加到电压比较器的反相输入端。当输入母线电压过压时，输出高电平，使光耦光电三极管导通，输出低电平，加到DSP的PDPINT保护引脚。此时DSP输出PWM信号被封锁，起到保护作用。欠压保护电路同理。实施例6：根据实施例5所述的开关磁阻电机控制器综合保护系统，所述电流保护电路输入电流经过电流霍尔传感器转变为电压信号，输入信号经过电阻R1电容C1构成的一阶滤波电路进入电压比较器的反相输入端，5V电压通过电阻R2和R4分压得到电压基准加到电压比较器的同相输入端。通过改变电阻R4的阻值可以调节过流阈值。当输入过流时反相输入端大于同相输入端，电压比较器输出低电平，进入到DSP保护引脚PDPINT，DSP输出被封锁。实施例7：根据实施例6所述的开关磁阻电机控制器综合保护系统，所述驱动电路型号为光耦合器HCPL-316J。其本身有光耦隔离、反馈信号、500ns最快开关时间和欠电压锁定等特点。驱动芯片的1管本文档来自技高网...

【技术保护点】
开关磁阻电机控制器综合保护系统，其组成包括：交流输入及其保护电路、整流滤波及其保护电路、功率变换及其保护电路,其特征在于：所述交流输入及其保护电路与整流滤波及其保护电路相连，所述整流滤波及其保护电路与功率变换及其保护电路相连，所述功率变换及其保护电路与开关磁阻电机相连，所述功率变换及其保护电路包括功率变换主电路、温度保护电路、电压保护电路、电流保护电路、驱动保护电路、逻辑保护电路，所述功率变换主电路的输入端与直流输入端相连，其输出端分别与温度保护电路、电压保护电路、电流保护电路的输入端相连，其输出端分别通过逻辑保护电路与DSP处理器相连，所述驱动保护电路输入端与DSP处理器相连，其输出端与功率变换主电路相连。

【技术特征摘要】
1.开关磁阻电机控制器综合保护系统，其组成包括：交流输入及其保护电路、整流滤波及其保护电路、功率变换及其保护电路,其特征在于：所述交流输入及其保护电路与整流滤波及其保护电路相连，所述整流滤波及其保护电路与功率变换及其保护电路相连，所述功率变换及其保护电路与开关磁阻电机相连，所述功率变换及其保护电路包括功率变换主电路、温度保护电路、电压保护电路、电流保护电路、驱动保护电路、逻辑保护电路，所述功率变换主电路的输入端与直流输入端相连，其输出端分别与温度保护电路、电压保护电路、电流保护电路的输入端相连，其输出端分别通过逻辑保护电路与DSP处理器相连，所述驱动保护电路输入端与DSP处理器相连，其输出端与功率变换主电路相连。2.根据权利要求1所述开关磁阻电机控制器综合保护系统，其特征在于：所述交...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴桐，周永勤，徐爽，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23