[發(fā)明專利]高壓大功率直流電機正反轉用控制電路以及控制方法

在審

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• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107070321A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 吳克彥;范強;侯志林;姜銀浩;王式磊;董科;范麗麗;于東軍
• 申請（專利權）人: 泰安泰山高壓開關有限公司
• 主分類號: H02P7/03
• 分類號: H02P7/03
• 代理公司: 泰安市泰昌專利事務所37207
• 代理人: 姚德昌

技術領域

本發(fā)明涉及電器設備用電路，具體為一種高壓大功率直流電機正反轉用控制電路以及控制方法。

背景技術

目前對于大功率直流電機正反轉控制的方法有以下三種方式1：利用兩個大功率接觸器，對直流電機正負極相對反向連接。分別控制兩個接觸器的吸合與斷開實現(xiàn)。2：利用MOS管的H橋接電路，對直流電機進行正反轉控制。3：勵磁接法，直流電機線圈串接或并接勵磁線圈，通過勵磁線圈與電機線圈的感應電勢進行正反轉控制。

以上3種方式雖然都可以實現(xiàn)對直流電機正反轉的控制。但由于電機功率過大，造成故障、元件壽命短以及發(fā)熱嚴重等致命問題：

如圖2所示接法是接觸器控制直流電機的接線圖，這種接法弊端明顯，成本很高，空載狀態(tài)下，接觸器觸點電流要高于電機額定電流7倍以上，如帶負載則需要20倍以上的觸點容量；在接觸器吸合的瞬間，打火現(xiàn)象非常嚴重；極容易造成觸點因過載熔接在一起，造成短路等嚴重問題；體積大，由于該控制方法對接觸器觸點電流要求很高，所以在接觸器的選型上不得不選擇體積較大的接觸器。

如圖3所示的目前應用較多的直流電機H橋接法：這種接法雖然具有很多優(yōu)點，在低壓領域應用比較廣泛，如電動車方面，但是不足也很明顯：由于上述接法需要N溝道MOS管與P溝道MOS管配合，又因為P溝道MOS管高電壓大電流上的不足，在200V以上領域無法實現(xiàn)；MOS管觸發(fā)及占空比不得超過50%，否則MOS管就會損壞，造成電機效率降低，扭矩降低。

勵磁接法：勵磁接法用到除電機線圈外的勵磁線圈，成本較高，轉速普遍比較高，如果過低容易產(chǎn)生渦流，使電機發(fā)熱嚴重。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在克服上述技術的不足，提供一種在高電壓直流電機領域可廣泛應用，成本低，體積小，故障率低、壽命長、帶載能力高的高壓大功率直流電機正反轉用控制電路以及控制方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采取的技術方案為：

一種高壓大功率直流電機正反轉用控制電路，它包括N溝道MOS管、中間繼電器線圈，直流電機與電源連接，電源線路設置有兩組切換開關與中間繼電器線圈連接，中間繼電器線圈控制兩組切換開關同時動作控制電機正反轉，N溝道MOS管設置在電機與電源負極連接電路上，形成供電回路，N溝道MOS管、中間繼電器線圈分別與控制開關電路連接，控制開關導通給N溝道MOS管、中間繼電器線圈控制級信號。

所述的電源為600v及以下直流電源，電機為220v或380v直流電機。

所述的電源與電機連接回路上設置有兩組常開常閉觸點與切換開關連接，切換開關由中間繼電器線圈控制切換。

所述的與N溝道MOS管連接的控制開關給N溝道MOS管提供電壓，與中間繼電器線圈連接的控制開關給直流電機提供正反向電流。

一種高壓大功率直流電機正反轉控制方法，將大功率直流電機接入電源回路，電源回路設置切換開關，負極回路設置N溝道MOS管，由控制電路給繼電器線圈控制信號控制切換開關使電機處于正轉或反轉狀態(tài)；由電子管控制信號給MOS管，使MOS管按供電電壓由底到高曲線導通，將電機啟動電流的峰值大幅度降低，使啟動電流曲線平滑，并由MOS管承受電流波動，使直流電機運轉。

本發(fā)明的有益效果：

該控制電路以及控制方法在高電壓直流電機領域可廣泛應用，摒除現(xiàn)有高壓大功率直流電機目前控制電路的復雜接線方式，極大地降低了控制大功率直流電機的難度，降低了控制部分的成本，而且由N溝道MOS管來緩沖電流峰值波動，不僅體積小，故障率低、壽命長而且?guī)лd能力高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例電氣原理圖；

圖2是接觸器控制直流電機的接線圖；

圖3是直流電機H橋接法接線圖；

圖4是N溝道MOS管集電極工作電壓變化圖；

圖5是電機啟動電流變化圖。

具體實施方式

如附圖1所示的一種高壓大功率直流電機正反轉用控制電路，它包括N溝道MOS管2、中間繼電器線圈3，直流電機4與電源連接，電源線路設置有兩組切換開關5與中間繼電器線圈3連接，中間繼電器線圈3控制兩組切換開關5同時動作控制電機正反轉，N溝道MOS管2設置在電機4與電源負極連接電路上，N溝道MOS管2、中間繼電器線圈3分別與控制開關電路連接，控制開關導通給N溝道MOS管2提供控制級信號6、給中間繼電器線圈控制信號7。

所述的電源為220v至600v直流電源，電機為220v或380v直流電機。