本发明专利技术公开了一种基于反激式控制模式的控制器，所述的控制器包括电源电路、位置检测电路、电流检测电路、控制电路以及功率输出电路，所述功率输出电路中包含有一个受控的能量转换单元，所述能量转换单元包括控制开关和能量转换电路，所述能量转换电路包括电容C电路或电感L电路或LC电路，当断开电源后，所述能量转换电路采用电容C电路或电感L电路或LC电路与电机绕组的电感以并联或串联的形式共同构成一个振荡电路，使之依靠存储在电机绕组中的能量实现有衰减的周期振荡。通过将本发明专利技术的控制器应用于正激式控制模式的电机或反激式控制模式的电机中，使其电机在放电的过程中其欲泄放的电流能够被重复利用，以达到最大化节能的效果。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于反激式控制模式的控制器，所述的控制器包括电源电路、位置检测电路、电流检测电路、控制电路以及功率输出电路，所述功率输出电路中包含有一个受控的能量转换单元，所述能量转换单元包括控制开关和能量转换电路，所述能量转换电路包括电容C电路或电感L电路或LC电路，当断开电源后，所述能量转换电路采用电容C电路或电感L电路或LC电路与电机绕组的电感以并联或串联的形式共同构成一个振荡电路，使之依靠存储在电机绕组中的能量实现有衰减的周期振荡。通过将本专利技术的控制器应用于正激式控制模式的电机或反激式控制模式的电机中，使其电机在放电的过程中其欲泄放的电流能够被重复利用，以达到最大化节能的效果。【专利说明】
本专利技术属于电机控制
，特别涉及。
技术介绍
如果我们将电源提供能量时对外做功定义为正向激励控制模式、那么关断电源时利用存储的能量来做功则可定义为反激式(Flyback)控制模式。现有电机的控制模式均为正向激励的控制模式。目前，绝大多数常规的机电装置都由电系统、机械系统和联系两者的耦合磁场组成。根据能量守恒原理，有下式成立:由电源输入的电能=耦合磁场内储能的增加+装置内部的能量损耗+输出的机械能，当忽略损耗时其能量传递关系为dwf=dwe-dwm，其中dWe为系统的微分电能输入，dwf为微分磁能增量，dWm为系统微分机械能输出。对于常规电机而言，耦合磁场内的储能并不会转变为机械能，而当其换相时，剩余的这部分能量的泄放则会产生相应的负转矩，而在传统的计算方式中这又是被计算者认为可以被忽略的部分。常规电机采用的是正向激磁工作模式，其工作在电流的上升阶段，三相电机中每相的工作周期为1/3，依靠电流的增量在对外做功，即常规电机吸收能量时做功，而其释放能量时则会产生相应的负转矩。在常规电机的电流斩波过程中，其功率电路的续流过程如图2所示，有采用单管关断或双管关断的二种方案，二者略有不同。图2所示的电路为采用双管斩波时的情形，双管关断时放电迅速，存储的能量可以通过二个续流二极管回馈电源，适用于速度较高时应用(如图3所示，其电流波形为一下降的波形)，而单管关断其存储的能量不会回馈电源，而是通过一个续流二极管自我续流，直至其存储的能量消耗殆尽。在常规电机的电流斩波过程中，电源输入的电流在达到斩波设定值前，输入电流的增量在做功，而达到斩波设定值时，由于斩波过程切断了电源的输入回路，因而在斩波的过程中电机并不做功，直至斩波过程结束重新接通电源为止。对于开关磁阻电机而言，其正激式控制模式就是当转子的极轭与某相定子的极轭对齐时，关断该相绕组，并接通位于旋转方向前方的另一相绕组。如图1所示，电机逆时针旋转，首先给某相电磁绕组通电，使其确定位置，然后在按转动方向的要求顺序的给其它相的电磁绕组通电，再根据位置检测信号来确定各相的依次导通和关断。如当光电信号a出现时，给绕组A通电，当光电信号b出现时，给绕组B通电，绕组A断电，以此类推。可以看出，在常规的正向激励控制模式中，由于在电流斩波控制的过程中，电流是由最大值开始减小，其对外并不做功，而在关断的时刻电流也是由最大值开始减小，但由于此时正处于电流的换向时刻，对于刚接通的绕组其电流尚在建立的过程中，其所做的功尚不足以克服前个绕组放电所产生的负转矩，电机会出现短暂的停顿现象，只有当其产生的转矩大于前个绕组放电所产生的负转矩时，电机才会继续旋转，这也就是开关磁阻电机产生转矩脉动的主要原因。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:针对上述存在的问题，提供一种使正激式控制模式的电机或反激式控制模式的电机在放电或电流斩波的过程中其欲泄放的电流能够被重复利用，以达到最大化节能效果的基于反激式控制模式的控制器以及采用该控制器的电机控制方法。对于反激式电机控制模式，其根据能量守恒原理，忽略损耗时有下式成立:fff = ffe+ffm = f eidt- f Fedx由于采用了反激式控制模式的电机在电磁系统吸收能量时并不对外做功，gpwm=0，则有:ffe=fff即电磁系统从电源所吸收的能量全部转换为耦合磁场的储能。而当电磁系统释放能量时已停止输入电能，即we=0，则有:ffm=fff即在采用反激式控制模式时，耦合磁场中的储能可以全部转换为系统输出的机械能。由此也可以看出正激和反激这二种控制模式的根本区别之所在，而这也就是采用反激式控制模式之所以可以节能的根本原因。反向激励控制模式的具体实现方式为:电机的启动过程采用正向激励控制模式，当达到某一设定的速度时，启动过程结束，控制器开始按照反激式控制模式工作。假设在运转中到达如图1所示的位置时，转子的极轭处在B相的位置，电机按逆时针方向旋转。当收到b位置信号时，首先给A相的电磁绕组通电，电机沿离开A相的方向继续旋转，当收到c位置信号时，表明转子的极轭已离开B相的位置处在C相的位置下，此时给A相的电磁绕组断电，给B相的电磁绕组通电.由于之前的通电已使A相的电磁绕组达到了最大的充电电流，并且由于电感中的电流不能产生突变，故A相的电磁绕组在最大电流时开始放电，该电流所产生的强磁场迅速地将处在C相的位置上的转子极轭向A相的位置吸引，其余各相的工作过程余此类推。本专利技术的技术方案是这样实现的:一种基于反激式控制模式的控制器，所述的控制器包括电源电路、位置检测电路、电流检测电路、控制电路以及功率输出电路，其特征在于:所述的控制器其控制电路根据位置检测电路提供的转子位置信号，分别控制各相电机绕组将预先存储的能量在控制器断开电源时通过功率输出电路释放能量对外做功，所述功率输出电路中包含有一个受控的能量转换单元，所述能量转换单元包括控制开关和能量转换电路，所述能量转换电路包括电容C电路或电感L电路或LC电路，当断开电源后，所述能量转换电路采用电容C电路或电感L电路或LC电路与电机绕组的电感以并联或串联的形式共同构成一个振荡电路，使之依靠存储在电机绕组中的能量实现有衰减的周期振荡。本专利技术所述的基于反激式控制模式的控制器，其所述控制开关为一双向的导通开关，其一端与能量转换电路的一端连接，其另一端与电机绕组的一端连接，电机绕组的另一端与所述能量转换电路的另一端连接，所述控制开关的接通或断开确定能量转换电路与电机绕组接通或断开。本专利技术所述的基于反激式控制模式的控制器，其所述功率输出电路采用双管控制时，所述功率输出电路包括电源U、开关管ΤΙ、T2、续流二极管Dl、D2，以及与某相的电磁绕组L相连接的端点A、端点B ;所述开关管T1 一端与电源的正极相连接，其另一端即端点A与某相电磁绕组L的一端连接，所述某相电磁绕组L的另一端与开关管T2的一端即端点B连接，开关管T2的另一端与电源负极连接；所述续流二极管D1的阴极与电源正极连接，其阳极与端点B连接，所述续流二极管D2的阳极与电源负极连接，其阴极与端点A连接；所述开关管T1和T2的控制端与控制电路连接，在端点A与端点B之间连接有能量转换单元，所述能量转换单元包括控制开关K和电容C，所述控制开关C的一端与端点A连接，其另一端与电容C连接，所述电容C的另一端与端点B连接。本专利技术所述的基于反激式控制模式的控制器，其所述功率输出电路采用单管控制时，所述功率输出电路包括电源U、开关管ΤΙ、T2、续流二极管Dl、D2、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于反激式控制模式的控制器，所述的控制器包括电源电路、位置检测电路、电流检测电路、控制电路以及功率输出电路，其特征在于：所述的控制器其控制电路根据位置检测电路提供的转子位置信号，分别控制各相电机绕组将预先存储的能量在控制器断开电源时通过功率输出电路释放能量对外做功，所述功率输出电路中包含有一个受控的能量转换单元，所述能量转换单元包括控制开关和能量转换电路，所述能量转换电路包括电容C电路或电感L电路或LC电路，当断开电源后，所述能量转换电路采用电容C电路或电感L电路或LC电路与电机绕组的电感以并联或串联的形式共同构成一个振荡电路，使之依靠存储在电机绕组中的能量实现有衰减的周期振荡。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈奚平，
申请(专利权)人：陈奚平，
类型：发明
国别省市：四川;51
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