直流电机调速控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种直流电机调速控制器，在所述直流电机调速控制器的开关管与直流电机间串联电感。当所述直流电机的绕组得电产生转矩时，所述电感储存电能，当所述直流电机的绕组失电后，所述电感放电，继续向所述直流电机的绕组供电，维持所述直流电机的绕组产生转矩。这样，增加了所述直流电机的转矩，而不需要延长控制所述直流电机得电的开关的导通时间，解决了当增加直流电机转矩时，会增加电源功率损耗的问题。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及直流电机
，更具体地说，涉及一种直流电机调速控制器。
技术介绍
直流电机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领 域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和 办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品(如电冰箱，空调，DVD等)中，都 大量使用着各种各样的直流电动机。电动机与人的生活息息相关，密不可分。目前电动自行车广泛采用的是直流永磁电机，直流永磁电机按照是否采用电刷换 向可分为有刷电机和无刷电机两种，有刷电机是直流电机的主流产品，目前绝大多数电动 自行车电机都是无刷电机。无刷电机是一种特殊的直流电机，它采用内置传感器外加电子 换向器的方法进行电子换向，无刷电机主要是为了消除电刷的磨损，以及电刷接触所产生 的噪声。在当今的电气时代，直流电机的调速控制一般采用模拟法，对电机的简单控制应 用比较多。简单控制是指对电机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可通过 继电器，可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制，是指对电机的转速， 转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。如图1所示，直流无刷电机的调速控制原理图中，开关管Tl、开关管T3、开关管T5 组成上桥，轮流导通完成换相；开关管T2、开关管T4、开关管T6组成下桥，由高频方波驱动； 如图2所示，直流有刷电机的调速控制原理图中，由电机M内部的机械换相装置完成换相， 同样，开关管T由高频方波驱动。在图1和图2中，当电机M绕组获得电流产生转矩时，电路图可等效为如图3所示 的电路图，其中，r是线路损耗、电池内阻、开关损耗、电机铁损等共同构成的等效电阻，其 消耗的功率是无用功。具体的，开关K的通/断如图4所示其中，tl是脉冲宽度，t2是脉冲周期T。在开关K闭合时(即在tl时间内)，电机绕组得电，产生转矩；在开关K断开时(即在tl — t2时间内)，电机绕组失电，无转矩，电机仅依靠惯 性而产生转动。显然，如果要增加电机转矩，开关K闭合的时间要延长(即tl要增加)，电池输出 的等效电流也要增加，同时，等效电阻r上消耗的功率增加，其增量与等效电流平方的增量 成正比。由此可以看出，上述电路的效率很低，还会导致所述电机、电池和连接导线发热。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种直流电机调速控制器，以解决当增加直流电机转 矩时，会增加功率损耗的问题。为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案一种直流电机调速控制器，在所述直流电机调速控制器的开关管与直流电机间串 联电感。优选地，当所述电机为直流无刷电机时，所述电感一端连接在所述电机三角形绕 组的一端，所述电感的另一端连接在所述直流电机调速控制器两个串联的开关管之间。优选地，所述直流电机为直流有刷电机。优选地，在所述直流无刷电机绕组的任意一个绕组的两端还并联有电容。优选地，在所述直流有刷电机的两端还并联电容。优选地，在所述直流无刷电机调速器上桥的各个开关管两端分别并联二极管。优选地，在所述直流有刷电机串联电感后的两端并联二极管。优选地，直流无刷电机调速控制器上桥使用双路半桥整流电路供电。从上述的技术方案可以看出，本技术公开的直流电机调速控制器，在直流电 机与所述直流电机调速控制器的开关管间连接电感，当所述直流电机的绕组得电产生转矩 时，所述电感储存电能，当所述直流电机的绕组失电后，所述电感放电，继续向所述直流电 机的绕组供电，维持所述直流电机的绕组产生转矩。这样，增加了所述直流电机的转矩，而 不需要延长控制所述直流电机得电的开关的导通时间，解决了当增加直流电机转矩时，会 增加功率损耗的问题。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的一种直流无刷电机的调速控制原理图；图2为现有技术中的一种直流有刷电机的调速控制原理图；图3为现有技术中的直流电机调速控制器电路的等效电路图；图4为现有技术中的直流电机调速控制器工作时间的示意图；图5为本技术实施例公开的直流无刷电机的调速控制原理图；图6为本技术实施例公开的直流有刷电机的调速控制原理图；图7为本技术实施例公开的直流无刷电机调速控制器电路的等效电路图；图8为本技术实施例公开的直流无刷电机调速控制器电路中，开关K的通/ 断时间与电路中电流值的大小的坐标图；图9为本技术实施例公开的直流有刷电机调速控制器电路的等效电路图；图10为本技术实施例公开的直流有刷电机调速控制器电路中，开关K的通/ 断时间与电路中电流值的大小的坐标图；图11为本技术实施例公开的直流无刷电机增加电容的示意图；图12为本技术实施例公开的直流有刷电机增加电容的示意图；图13为本技术实施例公开的直流无刷电机调速控制装置上桥的电源控制电 路图。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作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。本技术实施例公开了一种直流电机调速控制器，以解决当增加直流电机转矩 时，会增加功率损耗的问题。本技术实施例公开的直流电机调速控制器可以广泛的应用在各种使用直流 电机的设备上，例如电动自行车、电动摩托车以及电动汽车。在所述直流电机调速控制器的开关管与直流电机间连接电感，当所述直流电机的 绕组得电产生转矩时，所述电感储存电能，当所述直流电机的绕组失电后，所述电感放电， 继续向所述直流电机的绕组供电，维持所述直流电机的绕组产生转矩。这样，增加了所述直 流电机的转矩，而不需要延长控制所述直流电机得电的开关的导通时间。具体的，以下通过两个实施例分别从直流无刷电机和直流有刷电机两方面进行论 述。如图5所示，本技术实施例公开了一种直流无刷电机的调速控制器，开关管 T5通过电感La连接在直流电机的A’点，同样，开关管Tl通过电感Lc连接在直流电机的C’ 点，开关管T3通过电感Lb连接在直流电机的B’点。其中，开关管Tl、开关管T3和开关管 T5组成所述直流无刷电机调速器上桥，可以分别在开关管Tl、开关管T3和开关管T5的两 端并联二极管，具体为在开关管Tl两端并联二极管D1，在开关管T3两端并联二极管D3， 在开关管T5两端并联二极管D5。并且，为了增加电流负载能力，可以在二极管D1、二极管 D3和二极管D5两端分别并联多个二极管。当开关管T5导通，开关管T2提供脉冲方波驱动时，上述电路图可以等效为如图7 所示的电路图。其中，r是线路损耗、电池内阻、开关损耗、电机铁损等构成的等效电阻。图 8为开关K的通/断时间与电路中电流值的大小的坐标图，其中，tl是脉冲宽度，t2是脉冲 周期T’。参照图7和图8，当开关K闭合时(即在图8的tl时间内)，直流电机的绕组 A’ C’得电，产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电机调速控制器，其特征在于，在所述直流电机调速控制器的开关管与直流电机间串联电感。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李红旗，李玉增，
申请(专利权)人：李红旗，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]