[實(shí)用新型]雙斬波限開關(guān)磁阻電機(jī)控制電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120545603.1
• 申請(qǐng)日: 2011-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN202395712U
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘銳;陳磊;劉海龍;刁龍;孫偉鋒;陸生禮;時(shí)龍興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P6/20
• 分類號(hào): H02P6/20;H02P6/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電機(jī)控制領(lǐng)域，特別涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)控制電路。

背景技術(shù)

開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固，工作可靠，效率高，由其構(gòu)成的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)交直流調(diào)速系統(tǒng)相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)，如：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制靈活，可方便實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，具有較強(qiáng)的再生制動(dòng)能力，在寬廣的轉(zhuǎn)速和功率范圍內(nèi)都具有高效率，有利于節(jié)能降耗；可工作于極高轉(zhuǎn)速；可缺相運(yùn)行，容錯(cuò)能力強(qiáng)等。

開關(guān)磁阻電機(jī)由于在啟動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)電勢(shì)為零，因此相電流上升非常快，需要控制器在啟動(dòng)過程中對(duì)電流進(jìn)行控制。傳統(tǒng)的電流控制方法通常都是利用專用硬件斬波電路實(shí)現(xiàn)斬波控制，即在控制器的功率變換器中串聯(lián)電流傳感器后進(jìn)行相電流信號(hào)的采樣和放大，并利用遲滯放大電路實(shí)現(xiàn)相電流斬波上限和下限控制?；谟布臄夭娐肪哂懈邔?shí)時(shí)性的優(yōu)點(diǎn)，在重載啟動(dòng)和運(yùn)行的時(shí)候能夠精確的控制電流的斬波限。但是硬斬波動(dòng)作會(huì)受到前級(jí)采樣放大信號(hào)中毛刺的影響，可能會(huì)發(fā)生誤斬波的現(xiàn)象，即在電機(jī)相電流未達(dá)到斬波上限而開關(guān)管誤關(guān)閉，或者電流達(dá)到斬波上限后而開關(guān)管拒絕關(guān)閉，前者會(huì)導(dǎo)致開關(guān)管開關(guān)頻率比正常增加，并減小輸出力矩，后者會(huì)導(dǎo)致電機(jī)相電流超出開關(guān)管的承受范圍，從而對(duì)開關(guān)管的壽命和系統(tǒng)的功耗造成影響。另一種常用的斬波方式是軟件斬波，即通過軟件濾波算法濾除前級(jí)采樣放大信號(hào)中的毛刺，更加準(zhǔn)確判斷相電流值，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的斬波控制。但是由于軟件運(yùn)行需要一定的時(shí)間，因此實(shí)時(shí)性較差，當(dāng)啟動(dòng)電流急速上升的時(shí)候，軟斬波來不及發(fā)送關(guān)閉開關(guān)管信號(hào)而導(dǎo)致電流過大損壞開關(guān)管。

實(shí)用新型內(nèi)容

實(shí)用新型目的：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種雙斬波限開關(guān)磁阻電機(jī)控制電路，解決開關(guān)磁阻電機(jī)在雙相啟動(dòng)時(shí)因?yàn)殡娏髟陔p相開通區(qū)間上升速度過快而出現(xiàn)電流超過斬波上限的問題。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種雙斬波限開關(guān)磁阻電機(jī)控制電路，包括微處理器(CPU)、雙相開通區(qū)間判別電路、2選1數(shù)據(jù)選擇器、位置信號(hào)檢測(cè)電路、二輸入與門、功率變換器、電流采樣電路、放大電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(DAC)和遲滯比較電路，其中位置信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)電機(jī)的各相位置信號(hào)信息并將各相位置信號(hào)信息輸送給雙相開通區(qū)間判別電路，根據(jù)判別結(jié)果輸出脈寬調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)選通信號(hào)給2選1數(shù)據(jù)選擇器來選擇由微處理器輸出的高斬波限脈寬調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)和低斬波限脈寬調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)中的一路來輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸入端；電流采樣電路測(cè)量電機(jī)的各相電流，通過放大電路放大后輸出給遲滯比較電路的輸入端，與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出斬波信號(hào)，斬波信號(hào)與由微處理器輸出的脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為二輸入與門的輸入，二輸入與門的輸出給功率變換器的上開關(guān)管，作為上開關(guān)管控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)的雙斬波限控制。

所述微處理器可包括脈寬調(diào)制(PWM)模塊和輸入輸出(IO)模塊，其中輸入輸出模塊向功率變換器輸出下開關(guān)管換相信號(hào)，脈寬調(diào)制模塊向二輸入與門輸出脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且向2選1數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端輸出高斬波限脈寬調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)和低斬波限脈寬調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)；

所述位置信號(hào)檢測(cè)電路可包括第一位置信號(hào)傳感器、第二位置信號(hào)傳感器和第三位置信號(hào)傳感器，檢測(cè)電機(jī)的三相位置信號(hào)信息并將三相位置信號(hào)輸出給雙相開通區(qū)間判別電路；

所述雙相開通區(qū)間判別電路可包括第一異或門和第二異或門，其中第一異或門的輸入為A相位置信號(hào)和B相位置信號(hào)，第一異或門的輸出與C相位置信號(hào)作為第二異或門的輸入，第二異或門輸出脈寬調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)選通信號(hào)給2選1數(shù)據(jù)選擇器的通道選擇端；

所述2選1數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端可接入由微處理器的脈寬調(diào)制模塊輸出的高斬波限脈寬調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)和低斬波限脈寬調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)，通道選擇端接雙相開通區(qū)間判別電路輸出的脈寬調(diào)制基準(zhǔn)信號(hào)選通信號(hào)，輸出端接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸入端；

所述功率變換器可包括上開關(guān)管(簡(jiǎn)稱“上管”)和下開關(guān)管(簡(jiǎn)稱“下管”)，上開關(guān)管的柵極接入由二輸入與門輸出的上開關(guān)管控制信號(hào)，下開關(guān)管的柵極接入由微處理器輸出的下開關(guān)管換相信號(hào)；

所述二輸入與門可輸入來自微處理器的脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)和來自遲滯比較電路的斬波信號(hào)，向功率變換器輸出上開關(guān)管控制信號(hào)；

所述電流采樣電路可包括第一電阻，所述第一電阻的一端連接功率變換器中的下開關(guān)管的源極，另一端接地(GND)；