[發(fā)明專利]直流串勵(lì)電機(jī)電能回饋式無(wú)級(jí)調(diào)速電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010050613.1
• 申請(qǐng)日: 2020-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111030523A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洪恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): H02P7/29
• 分類號(hào): H02P7/29;H02P7/298
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標(biāo)事務(wù)所 32110
• 代理人: 韓曉斌

本發(fā)明公開(kāi)了一種直流串勵(lì)電機(jī)電能回饋式無(wú)級(jí)調(diào)速電路，由輔助電源電路、逆變電路和控制電路三部分組成，通過(guò)逆變電路及控制電路無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)電機(jī)勵(lì)磁電流的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速并把電能回饋到蓄電池。本電路不改變?cè)姍C(jī)的結(jié)構(gòu)、繞組連接關(guān)系和串勵(lì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)良特性，有效避免飛車事故的發(fā)生，采用電能回饋調(diào)速節(jié)約電能，適用于直流電源電壓為48V—72V、以串勵(lì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的各種車輛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)的調(diào)速電路，具體涉及電動(dòng)車輛直流串勵(lì)電機(jī)電能回饋式無(wú)級(jí)調(diào)速電路。

背景技術(shù)

串勵(lì)電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，勵(lì)磁電流等于電樞電流，其轉(zhuǎn)矩與勵(lì)磁電流（或電樞電流）的平方成正比，因而具有很大的轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，是其它任何種類電機(jī)所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于負(fù)載阻力波動(dòng)范圍大的場(chǎng)合，如電動(dòng)工具、電動(dòng)車輛等。當(dāng)負(fù)載阻力增大（如車輛重載上坡）、引起轉(zhuǎn)速降低時(shí)電流增大，轉(zhuǎn)矩以平方倍增大，具有很強(qiáng)的抗過(guò)載能力。但是，當(dāng)負(fù)載阻力過(guò)小（如車輛下坡）時(shí)又因勵(lì)磁電流小、磁場(chǎng)弱，有發(fā)生轉(zhuǎn)速過(guò)高（飛車）的危險(xiǎn)；由于串勵(lì)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原因，調(diào)速比較困難，這是它的缺點(diǎn)，是長(zhǎng)期以來(lái)無(wú)法解決的難題。

目前一些電動(dòng)車輛有的采用給勵(lì)磁繞組加抽頭進(jìn)行有級(jí)調(diào)速；有的采用調(diào)節(jié)電源電壓無(wú)級(jí)調(diào)速，但這些方法的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩沖擊大（車輛一跌一撞）、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差、車輛下坡時(shí)無(wú)法避免車速過(guò)快的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種直流串勵(lì)電機(jī)電能回饋式無(wú)級(jí)調(diào)速電路，該電路應(yīng)用于直流48—72V蓄電池供電的電動(dòng)車輛，通過(guò)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)電機(jī)的勵(lì)磁電流調(diào)速，并把電樞的部分電能回饋給電源，在不改變串勵(lì)電機(jī)結(jié)構(gòu)及大轉(zhuǎn)矩優(yōu)良特性的前提下，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好，電能利用率高，不僅實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，而且能夠避免輕載飛車危險(xiǎn)。

本發(fā)明的原理是：在電樞兩端（即電刷兩端）連接逆變電路，其輸入端分流勵(lì)磁電流，輸出端將電能回饋給電機(jī)電源（蓄電池），通過(guò)調(diào)節(jié)逆變電路占空比大小，改變勵(lì)磁電流即磁場(chǎng)強(qiáng)弱實(shí)現(xiàn)調(diào)速；由于該調(diào)速電路能夠無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)逆變占空比，對(duì)勵(lì)磁電流無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，因而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，同時(shí)，本調(diào)速電路增大勵(lì)磁電流，不會(huì)使磁場(chǎng)太弱，造成飛車危險(xiǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：該直流串勵(lì)電機(jī)電能回饋式無(wú)級(jí)調(diào)速電路由輔助電源電路、逆變電路和控制電路三部分組成；所述輔助電源電路是將電機(jī)電源（蓄電池）的電壓U1轉(zhuǎn)化為15V電壓U3，為后續(xù)控制電路和逆變電路供電；所述的逆變電路采用半橋式DC-DC逆變轉(zhuǎn)換電路，其輸入端并聯(lián)在串勵(lì)電機(jī)的電樞兩端，輸入電流流過(guò)勵(lì)磁繞組，其輸出端接電源U1（蓄電池）兩端，把吸收的電能回饋給電源U1；所述控制電路為半橋式逆變電路上下橋臂的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管VT1、VT2提供兩路相位相反的控制脈沖信號(hào)，并由調(diào)速轉(zhuǎn)把調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的占空比，進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)需改變?cè)姍C(jī)的結(jié)構(gòu)及繞組連接關(guān)系，只需將本電路連接電樞的兩個(gè)接線端子即可；既實(shí)現(xiàn)串勵(lì)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，又不改變串勵(lì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩大的優(yōu)良特性；有效避免飛車事故的發(fā)生；采用電能回饋調(diào)速，節(jié)約電能；適用于直流電源電壓為48V—72V、以串勵(lì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的各種車輛；成本低廉。

附圖說(shuō)明

圖1為通常串勵(lì)電機(jī)的內(nèi)部接線圖；

圖2為調(diào)速原理圖；

圖3為本發(fā)明的調(diào)速電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，但不能理解為是對(duì)技術(shù)方案的限制。

如圖1所示，為通常串勵(lì)電機(jī)的內(nèi)部接線圖，其電樞繞組與勵(lì)磁繞組串聯(lián)連接，電樞繞組和勵(lì)磁繞組的各兩個(gè)端子引出到電機(jī)外部接線板。