CN108258940A - 一种电机直流起动控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机直流起动控制装置，包括信号调理装置及检测装置，信号调理装置包括依次相连的PI调节电路、PWM产生电路、放大电路及驱动电路，驱动电路与电机相连，PI调节电路的输入端输入参考电压，检测装置包括电压检测电路、励磁电流检测电路，电机分别经励磁电流检测电路及电压检测电路与PI调节电路的输入端相连，检测电路用于检测电机输出端的励磁电流及电压值，信号调理电路用于对检测电路检测到的数据进行处理，并驱动电机正常起动。本发明结构简单，能够很好地满足电机起动时的调压需求，且能够在各种工作状态下取得良好的控制效果。

Description

一种电机直流起动控制装置
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机直流起动控制装置。
背景技术
低压直流电与按简单可靠，易于实现起动/发电，因此低压直流电源系统在各种电机上得到了广泛的应用。低压直流电源在使用时，一般通过并联将小功率的电源组合成大功率的电源系统，从而为电机供电，并联供电时电网总容量增大，因此在使用时需要采用调压装置来使负载电流均分。现有的调压装置采用模拟电路来实现，但是这种调压装置调整参数比较困难，不易设计获得对各种状态均适合的电路参数，且硬件比较复杂，成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电机直流起动控制装置，能够很好的满足电机的起动需求，且结构简单，控制效果好。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电机直流起动控制装置，包括信号调理装置及检测装置，所述信号调理装置包括依次相连的PI调节电路、PWM产生电路、放大电路及驱动电路，驱动电路与电机相连，PI调节电路的输入端输入参考电压，检测装置包括励磁电流检测电路及电压检测电路，电机分别经励磁电流检测电路及电压检测电路与PI调节电路的输入端相连，检测电路用于检测电机输出端的励磁电流及电压值，信号调理电路用于对检测电路检测到的数据进行处理，并驱动电机正常起动。
优选地，所述励磁电流检测电路采用霍尔传感器。
优选地，所述电压检测电路包括第一运算放大器、第二运算放大器及第三运算放大器，第一运算放大器的正相输入端经第一电阻与电机的输出端相连，第一运算放大器的正相输入端还经第二电阻接地，第一运算放大器的反相输入端经第三电阻接地，第三电阻两端并联有第一电容，第一运算放大器的反相输入端经第一二极管与第一运算放大器的输出端相连，第一运算放大器的输出端依次经第一二极管及第四电阻与第一电位器相连；所述第二运算放大器的正相输入端经第五电阻与负载电压相连，第二运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端相连，第二运算放大器的输出端依次经第二二极管及第二电位器接地，第二电位器的滑动端经第二电容接地，第二电位器的滑动端还与第三运算放大器的正相输入端相连，第三运算放大器的反相输入端经第六电阻接地，第六电阻两端并联有第三电容，第三运算放大器的反相输入端经第七电阻与第一电位器相连，第三运算放大器的输出端还经第三二极管与第一电位器相连，第一电位器的滑动端与PI调节器的输入端相连。
优选地，所述第二二极管采用稳压二极管。
优选地，所述驱动电路采用第一开关管及第二开关管，所述第一开关管的基极经第八电阻与放大电路的输出端相连，第一开关管的发射极接地，第一开关管的集电极经第九电阻连接电源正极，第一开关管的集电极还经第十电阻与第二开关管的栅极相连，第二开关管的栅极还经第十一电阻接地，第二开关管的源极接地，第二开关管的漏极与电机相连。
优选地，所述第一开关管采用三极管，第二开关管采用N沟道增强型MOSFET。
优选地，还包括励磁保护电路，励磁保护电路与励磁电流检测电路相连，所述励磁保护电路包括第四运算放大器及第五运算放大器，第四运算放大器的正相输入端经第十一电阻与励磁电流检测电路的输出端相连，第四运算放大器的反相输入端与第四运算放大器的输出端相连，第四运算放大器的输出端经第十三电阻接地，第四运算放大器的输出端还经第十四电阻与第五运算放大器的正相输入端相连，第五运算放大器的反相输入端经第十五电阻连接电源正极，第五运算放大器的反相输入端还经第十六电阻接地，第五运算放大器的输出端依次经第十七电阻及第四二极管与第四运算放大器的输出端相连，第五运算放大器的输出端经第五二极管及第六二极管与PWM产生电路相连，所述第五运算放大器的输出端还依次经第七二极管、第十八电阻及第十九电阻接地，所述第十八电阻及第十九电阻的公共端输出过流信号。
本发明通过电压检测电路和励磁电流检测电路来采集电机的输出电压和励磁电流，电压检测电路和励磁电流检测电路的检测结果经PI调节器产生误差信号后输入PWM发生电路，再经放大电路放大后经驱动电路来驱动电机工作，同时励磁检测电路检测电机的励磁电流，PWM产生电路控制开关管的开通和关断，以此来调节励磁电流的大小，从而满足电机起动时的调压需求，且能够在各种工作状态下取得良好的控制效果。本发明结构简单，能够很好地满足电机起动时的调压需求，且能够在各种工作状态下取得良好的控制效果。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明所述电压检测电路的电路原理图；
图3为本发明所述驱动电路的电路原理图；
图4为本发明所述励磁保护电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明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发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1至图4所示，本发明所述的一种电机直流起动控制装置，包括信号调理装置及检测装置，信号调理装置包括依次相连的PI调节电路、PWM产生电路、放大电路及驱动电路，驱动电路与电机相连，PI调节电路的输入端输入参考电压，检测装置包括电压检测电路、励磁电流检测电路，电机分别经励磁电流检测电路及电压检测电路与PI调节电路的输入端相连，检测电路用于检测电机输出端的励磁电流及电压值，信号调理电路用于对检测电路检测到的数据进行处理，并驱动电机正常起动。
励磁电流检测电路采用霍尔传感器。
电压检测电路包括第一运算放大器IC1、第二运算放大器IC2及第三运算放大器IC3，第一运算放大器IC1的正相输入端经第一电阻R1与电机的输出端相连，第一运算放大器IC1的正相输入端还经第二电阻R2接地，第一运算放大器IC1的反相输入端经第三电阻R3接地，第三电阻R3两端并联有第一电容C1，第一运算放大器IC1的反相输入端经第一二极管D1与第一运算放大器IC1的输出端相连，第一运算放大器IC1的输出端依次经第一二极管D1及第四电阻R4与第一电位器RP1相连；第二运算放大器IC2的正相输入端经第五电阻R5与负载电压U2相连，第二运算放大器IC2的反相输入端与第二运算放大器IC2的输出端相连，第二运算放大器IC2的输出端依次经第二二极管D2及第二电位器RP2接地，在本实施例中，第二二极管D2采用稳压二极管，第二电位器RP2的滑动端经第二电容C2接地，第二电位器RP2的滑动端还与第三运算放大器IC3的正相输入端相连，第三运算放大器IC3的反相输入端经第六电阻R6接地，第六电阻R6两端并联有第三电容C3，第三运算放大器IC3的反相输入端经第七电阻R7与第一电位器RP1相连，第三运算放大器IC3的输出端还经第三二极管D3与第一电位器RP1相连，第一电位器RP1的滑动端与PI调节器的输入端相连。
驱动电路采用第一开关管Q1及第二开关管Q2，第一开关管Q1的基极经第八电阻R8与放大电路的输出端相连，第一开关管Q1的发射极接地，第一开关管Q1的集电极经第九电阻R9连接电源正极VCC，第一开关管Q1的集电极还经第十电阻R10与第二开关管Q2的栅极相连，第二开关管Q2的栅极还经第十一电阻R11接地，第二开关管Q2的源极接地，第二开关管Q2的漏极与电机相连，在本实施例中，第一开关管Q1采用三极管，第二开关管Q2采用N沟道增强型MOSFET。PWM产生电路产生的PWM控制信号控制开关管的开通和关断，以此来调节励磁电流的大小，当开关管导通时，励磁电流上升，当开关管关断时，励磁电流下降。
本发明还包括励磁保护电路，励磁保护电路分别与励磁电流检测电路及PWM产生电路相连，励磁保护电路包括第四运算放大器IC4及第五运算放大器IC5，第四运算放大器IC4的正相输入端经第十一电阻R11与励磁电流检测电路的输出端相连，第四运算放大器IC4的反相输入端与第四运算放大器IC4的输出端相连，第四运算放大器IC4的输出端经第十三电阻R13接地，第四运算放大器IC4的输出端还经第十四电阻R14与第五运算放大器IC5的正相输入端相连，第五运算放大器IC5的反相输入端经第十五电阻R15连接电源正极，第五运算放大器IC5的反相输入端还经第十六电阻R16接地，第五运算放大器词的输出端依次经第十七电阻R17及第四二极管D4与第四运算放大器IC4的输出端相连，第五运算放大器IC5的输出端经第五二极管D5及第六二极管D6与PWM产生电路相连，第五运算放大器IC5的输出端还依次经第七二极管D7、第十八电阻R18及第十九电阻R19接地，第十八电阻R18及第十九电阻R19的公共端输出过流信号。
本发明在工作时，电压检测电路和励磁电流检测电路的检测结果经PI调节器产生误差信号后输入PWM发生电路，再经放大电路放大后经驱动电路驱动电机工作，通过同时励磁检测电路检测电机的励磁电流，PWM产生电路控制开关管的开通和关断，以此来调节励磁电流的大小，从而满足电机起动时的调压需求，且能够在各种工作状态下取得良好的控制效果。

Claims (7)

1.一种电机直流起动控制装置，其特征在于：包括信号调理装置及检测装置，所述信号调理装置包括依次相连的PI调节电路、PWM产生电路、放大电路及驱动电路，驱动电路与电机相连，PI调节电路的输入端输入参考电压，检测装置包括励磁电流检测电路及电压检测电路，电机分别经励磁电流检测电路及电压检测电路与PI调节电路的输入端相连，检测电路用于检测电机输出端的励磁电流及电压值，信号调理电路用于对检测电路检测到的数据进行处理，并驱动电机正常起动。
2.如权利要求1所述的一种电机直流起动控制装置，其特征在于：所述励磁电流检测电路采用霍尔传感器。
3.如权利要求1所述的一种电机直流起动控制装置，其特征在于：所述电压检测电路包括第一运算放大器、第二运算放大器及第三运算放大器，第一运算放大器的正相输入端经第一电阻与电机的输出端相连，第一运算放大器的正相输入端还经第二电阻接地，第一运算放大器的反相输入端经第三电阻接地，第三电阻两端并联有第一电容，第一运算放大器的反相输入端经第一二极管与第一运算放大器的输出端相连，第一运算放大器的输出端依次经第一二极管及第四电阻与第一电位器相连；所述第二运算放大器的正相输入端经第五电阻与负载电压相连，第二运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端相连，第二运算放大器的输出端依次经第二二极管及第二电位器接地，第二电位器的滑动端经第二电容接地，第二电位器的滑动端还与第三运算放大器的正相输入端相连，第三运算放大器的反相输入端经第六电阻接地，第六电阻两端并联有第三电容，第三运算放大器的反相输入端经第七电阻与第一电位器相连，第三运算放大器的输出端还经第三二极管与第一电位器相连，第一电位器的滑动端与PI调节器的输入端相连。
4.如权利要求3所述的一种电机直流起动控制装置，其特征在于：所述第二二极管采用稳压二极管。
5.如权利要求4所述的一种电机直流起动控制装置，其特征在于：所述驱动电路采用第一开关管及第二开关管，所述第一开关管的基极经第八电阻与放大电路的输出端相连，第一开关管的发射极接地，第一开关管的集电极经第九电阻连接电源正极，第一开关管的集电极还经第十电阻与第二开关管的栅极相连，第二开关管的栅极还经第十一电阻接地，第二开关管的源极接地，第二开关管的漏极与电机相连。
6.如权利要求5所述的一种电机直流起动控制装置，其特征在于：所述第一开关管采用三极管，第二开关管采用N沟道增强型MOSFET。
7.如权利要求6所述的一种电机直流起动控制装置，其特征在于：还包括励磁保护电路，励磁保护电路与励磁电流检测电路相连，所述励磁保护电路包括第四运算放大器及第五运算放大器，第四运算放大器的正相输入端经第十一电阻与励磁电流检测电路的输出端相连，第四运算放大器的反相输入端与第四运算放大器的输出端相连，第四运算放大器的输出端经第十三电阻接地，第四运算放大器的输出端还经第十四电阻与第五运算放大器的正相输入端相连，第五运算放大器的反相输入端经第十五电阻连接电源正极，第五运算放大器的反相输入端还经第十六电阻接地，第五运算放大器的输出端依次经第十七电阻及第四二极管与第四运算放大器的输出端相连，第五运算放大器的输出端经第五二极管及第六二极管与PWM产生电路相连，所述第五运算放大器的输出端还依次经第七二极管、第十八电阻及第十九电阻接地，所述第十八电阻及第十九电阻的公共端输出过流信号。
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