一种基于电子开关的驱动器转矩电流闭环控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于电子开关的驱动器转矩电流闭环控制装置，包括相电流采集电路、电机、相转矩电流反馈计算电路、PI控制器和驱动器，所述相电流采集电路用于与电机相连接并采集电机的相电流，所述相电流采集电路与相转矩电流反馈计算电路相连接，相转矩电流反馈计算电路的输出端与PI控制器电性相连。本实用新型专利技术能够在采样非换相电流后，通过实时控制电子开关并实时调节三相逆变器开关管的PWM占空比，以改变施加在电机绕组上的瞬态电压，从而保持非换相电流的恒定，大幅度减少了电机转矩上的脉动，提高了电机控制系统的动态性能，有利于航空电机长期稳定安全的使用。

A closed-loop control device of driver torque and current based on electronic switch

【技术实现步骤摘要】
一种基于电子开关的驱动器转矩电流闭环控制装置
本技术涉及电流闭环控制
，尤其涉及基于电子开关的驱动器转矩电流闭环控制装置。
技术介绍
航空电机是主要应用于飞机上的大功率电机，主要分为主电源发电机、驱动电机、控制电机、变流机；航空电机工作环境的特殊性，决定了航空电机在结构及性能上有别于地面电机；在航空高压大功率电机需要与驱动器相配合使用，通过电流闭环控制转矩电流来让电机稳定的运行，以让电机驱动器及电机控制系统的动态性能更高；但是现如今的相电流闭环控制系统，无法改变电机绕组上的瞬态电压，无法电机非换相电流的变化幅度大，电机转矩脉动大，导致系统动态性能偏低，难以满足航空领域航空电机的使用需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于电子开关的驱动器转矩电流闭环控制装置，以解决上述
技术介绍
中提出的无法改变电机绕组上的瞬态电压，无法电机非换相电流的变化幅度大，电机转矩脉动大，导致系统动态性能偏低的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：包括相电流采集电路、电机、相转矩电流反馈计算电路、PI控制器和驱动器，所述相电流采集电路用于与电机相连接并采集电机的相电流，所述相电流采集电路与相转矩电流反馈计算电路相连接，相转矩电流反馈计算电路的输出端与PI控制器电性相连，PI控制器的输出端通过电子开关与驱动器电性相连；所述PI控制器的输入端电性连接有电源模块，该电源模块的输出端与电子开关电性相连；所述驱动器的输出端与电机电性相连。优选的，所述相电流采集电路包括A相采集电路和B相采集电路，A相采集电路用于采集电机的A相电流，B相采集电路用于采集电机的B相电流；所述A相采集电路、B相采集电路分别与相转矩电流反馈计算电路电性相连；所述相转矩电流反馈计算电路用于依据采集的A相B相两相电流计算出电机当前非换相的转矩电流反馈。优选的，所述A相采集电路与B相采集电路的采集电路相同，所述A相采集电路与B相采集电路均包括相电流信号采集模块、采样电阻、滤波电路、跟随电路、第一反相比例运算放大电路和第二反相比例运算放大电路；所述相电流信号采集模块与采样电阻相连接，采样电阻与滤波电路相连接；所述采样电阻与滤波电路之间设有接地线；所述滤波电路与跟随电路相连接，所述跟随电路与第一反相比例运算放大电路相连接，第一反相比例运算放大电路与第二反相比例运算放大电路相连接。优选的，所述第一反相比例运算放大电路、第二反相比例运算放大电路分别与相转矩电流反馈计算电路相连接；所述第一反相比例运算放大电路与第二反相比例运算放大电路的放大电路相同；所述第一反相比例运算放大电路与第二反相比例运算放大电路均包括运算放大器、电阻和电容。优选的，所述滤波电路采用一阶滤波电路，滤波电路包括电阻和电容，滤波电路用于滤掉电流及电压信号中的高频干扰；所述跟随电路由运算放大器组成，跟随电路用于调整后端信号调理的阻抗匹配。优选的，所述电子开关包括IN控制端、S端接输入信号、D端输出信号，该IN控制端包括IN1、IN2、IN3和IN4四路控制信号用于选择A相或B相电流以计算转矩电流。优选的，所述PI控制器的输出端电性连接有三相逆变器开关管，该三相逆变器开关管与相转矩电流反馈计算电路相连接；所述PI控制器与三相逆变器开关管相配合用于保持非换相电流的恒定。与现有技术相比，本技术的有益效果是：能够在采样非换相电流后，通过实时控制电子开关并实时调节三相逆变器开关管的PWM占空比，以改变施加在电机绕组上的瞬态电压，从而保持非换相电流的恒定，大幅度减少了电机转矩上的脉动，提高了电机控制系统的动态性能，有利于航空电机长期稳定安全的使用。附图说明图1为本技术转矩电流闭环控制框图；图2为本技术A相采集电路的原理框图；图3为本技术B相采集电路的原理框图；图4为本技术转矩电流反馈计算电路的原理框图；图5为本技术电子开关的原理框图。图中：1相电流采集电路、11A相采集电路、111相电流信号采集模块、112采样电阻、113接地线、114滤波电路、115跟随电路、116第一反相比例运算放大电路、117第二反相比例运算放大电路、12B相采集电路、2电机、3相转矩电流反馈计算电路、4PI控制器、5电子开关、6驱动器、7电源模块、8三相逆变器开关管。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1-5，包括相电流采集电路1、电机2、相转矩电流反馈计算电路3、PI控制器4和驱动器6，相电流采集电路1用于与电机2相连接并采集电机2的相电流，相电流采集电路1与相转矩电流反馈计算电路3相连接，相转矩电流反馈计算电路3的输出端与PI控制器4电性相连，PI控制器4的输出端通过电子开关5与驱动器6电性相连；PI控制器4的输入端电性连接有电源模块7，该电源模块7的输出端与电子开关5电性相连；PI控制器4的输出端电性连接有三相逆变器开关管8，该三相逆变器开关管8与相转矩电流反馈计算电路3相连接；PI控制器4与三相逆变器开关管8相配合用于保持非换相电流的恒定；驱动器6的输出端与电机2电性相连；相电流采集电路1包括A相采集电路11和B相采集电路12，A相采集电路11用于采集电机2的A相电流，B相采集电路12用于采集电机2的B相电流；A相采集电路11、B相采集电路12分别与相转矩电流反馈计算电路3电性相连；相转矩电流反馈计算电路3用于依据采集的A相B相两相电流计算出电机2当前非换相的转矩电流反馈。请参阅图2-5所示，A相采集电路11与B相采集电路12的采集电路相同，A相采集电路11与B相采集电路12均包括相电流信号采集模块111、采样电阻112、滤波电路114、跟随电路115、第一反相比例运算放大电路116和第二反相比例运算放大电路117；相电流信号采集模块111与采样电阻112相连接，采样电阻112与滤波电路114相连接；采样电阻112与滤波电路114之间设有接地线113；滤波电路114与跟随电路115相连接，滤波电路114采用一阶滤波电路，滤波电路114包括电阻和电容，滤波电路114用于滤掉电流及电压信号中的高频干扰；跟随电路115由运算放大器组成，跟随电路115用于调整后端信号调理的阻抗匹配；跟随电路115与第一反相比例运算放大电路116相连接，第一反相比例运算放大电路116与第二反相比例运算放大电路117相连接；第一反相比例运算放大电路116、第二反相比例运算放大电路117分别与相转矩电流反馈计算电路3相连接；第一反相比例运算放大电路116与第二反相比例运算放大电路117的放大电路相同；第一反相比例运算放大电路116与第二反相比例运算放大电路117均包括运算放大器、电阻和电容。请参阅图2所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电子开关的驱动器转矩电流闭环控制装置，包括相电流采集电路（1）、电机（2）、相转矩电流反馈计算电路（3）、PI控制器（4）和驱动器（6），其特征在于：所述相电流采集电路（1）用于与电机（2）相连接并采集电机（2）的相电流，所述相电流采集电路（1）与相转矩电流反馈计算电路（3）相连接，相转矩电流反馈计算电路（3）的输出端与PI控制器（4）电性相连，PI控制器（4）的输出端通过电子开关（5）与驱动器（6）电性相连；所述PI控制器（4）的输入端电性连接有电源模块（7），该电源模块（7）的输出端与电子开关（5）电性相连；所述驱动器（6）的输出端与电机（2）电性相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电子开关的驱动器转矩电流闭环控制装置，包括相电流采集电路（1）、电机（2）、相转矩电流反馈计算电路（3）、PI控制器（4）和驱动器（6），其特征在于：所述相电流采集电路（1）用于与电机（2）相连接并采集电机（2）的相电流，所述相电流采集电路（1）与相转矩电流反馈计算电路（3）相连接，相转矩电流反馈计算电路（3）的输出端与PI控制器（4）电性相连，PI控制器（4）的输出端通过电子开关（5）与驱动器（6）电性相连；所述PI控制器（4）的输入端电性连接有电源模块（7），该电源模块（7）的输出端与电子开关（5）电性相连；所述驱动器（6）的输出端与电机（2）电性相连。


2.根据权利要求1所述的一种基于电子开关的驱动器转矩电流闭环控制装置，其特征在于：所述相电流采集电路（1）包括A相采集电路（11）和B相采集电路（12），A相采集电路（11）用于采集电机（2）的A相电流，B相采集电路（12）用于采集电机（2）的B相电流；所述A相采集电路（11）、B相采集电路（12）分别与相转矩电流反馈计算电路（3）电性相连；所述相转矩电流反馈计算电路（3）用于依据采集的A相B相两相电流计算出电机（2）当前非换相的转矩电流反馈。


3.根据权利要求2所述的一种基于电子开关的驱动器转矩电流闭环控制装置，其特征在于：所述A相采集电路（11）与B相采集电路（12）的采集电路相同，所述A相采集电路（11）与B相采集电路（12）均包括相电流信号采集模块（111）、采样电阻（112）、滤波电路（114）、跟随电路（115）、第一反相比例运算放大电路（116）和第二反相比例运算放大电路（117）；所述相电流信号采集模块（111）与采样电阻（112）相连接，采样电阻（112）与滤波电路（114）相连接；所述采样电阻（11...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建华，
申请(专利权)人：贵阳航空电机有限公司，
类型：新型
国别省市：贵州;52