CN114142685B - 一种电机供电系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电机领域，尤其涉及一种电机供电系统。系统包括整流模块、直流传输模块和待控电机模块；所述整流模块，用于将外部输入的第一交流电转换成直流电；所述直流传输模块，用于将所述整流模块输出的所述直流电传输给所述待控电机模块；所述待控电机模块，用于通过所述直流电控制待控电机运行。本申请用以解决电机运行时交流传输电缆由于应力造成线芯断裂引起供电缺相或接触不良，进而降低系统稳定性的问题。

Description

一种电机供电系统

技术领域

本申请涉及电机领域，尤其涉及一种电机供电系统。

背景技术

随着我国建筑施工行业不断发展，施工升降机等电机得到广泛的应用，但是也暴露出一些问题。传统三相四线电控系统在施工升降机等电机上随着升降机长时间、长距离的频繁运行，使得为电机传输电能的交流传输电缆，因频繁的应力容易出线线芯断裂引起缺相或者接触不良，影响系统稳定性。

发明内容

本申请提供了一种电机供电系统，用以解决电机运行时交流传输电缆由于应力造成线芯断裂引起供电缺相或接触不良，进而降低系统稳定性的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种电机供电系统，包括整流模块、直流传输模块和待控电机模块；所述整流模块，用于将外部输入的第一交流电转换成直流电；所述直流传输模块，用于将所述整流模块输出的所述直流电传输给所述待控电机模块；所述待控电机模块，用于通过所述直流电控制待控电机运行。

可选地，所述直流传输模块为直流传输电缆。

可选地，所述整流模块包括整流单元、第一吸收回路和第二吸收回路；所述第一吸收回路的输入端连接所述第一交流电，所述第一吸收回路的输出端连接所述整流单元；所述整流单元，用于将所述第一交流电转换成所述直流电；所述第二吸收电路的输入端连接所述整流单元，所述第二吸收电路的输出端连接所述待控电机模块。

可选地，所述待控电机模块包括电控单元和逆变驱动单元；所述电控单元的输入端连接所述直流传输模块的输出端，所述电控单元的输出端连接所述逆变驱动单元的输入端；所述逆变驱动单元的输出端连接所述待控电机的电源输入端。

可选地，所述待控电机模块还包括启动保护单元；所述启动保护单元，用于所述待控电机启动时，对所述直流电进行缓冲。

可选地，所述启动保护单元包括保护开关、保护电阻和保护电容；所述保护电阻的第一端连接所述电控单元的输出端的正极，所述保护电阻的第二端连接所述保护电容的第一端；所述保护电容的第二端连接所述电控单元的输出端的负极；所述保护开关并联于所述保护电阻。

可选地，所述待控电机模块还包括能耗制动单元；所述能耗制动单元的输入端并联于所述保护电容，所述能耗制动单元的输出端连接所述电控单元的输出端的正极。

可选地，所述待控电机模块还包括逻辑控制单元；所述逻辑控制单元的第一端连接所述待控电机，所述逻辑控制单元的第二端连接所述逆变驱动单元，所述逻辑控制单元用于对所述待控电机的运行过程进行控制；所述逻辑控制单元的第三端连接所述能耗制动单元，所述逻辑控制单元用于对所述能耗制动单元进行控制。

可选地，所述待控电机模块包括第一待控电机子模块和第二待控电机子模块；所述第一待控电机子模块，用于通过所述直流电控制第一待控电机运行；所述第二待控电机子模块，用于通过所述直流电控制第二待控电机运行；所述第一待控电机子模块的电源输入端，连接所述第二待控电机子模块的电源输入端。

可选地，所述第一待控电机子模块包括第一电控单元和第一逆变驱动单元；所述第二待控电机子模块包括第二电控单元和第二逆变驱动单元；所述第一电控单元的输入端连接所述直流传输模块的输出端，所述第一电控单元的输出端连接所述第一逆变驱动单元的输入端；所述第一逆变驱动单元的输出端连接所述第一待控电机的电源输入端；所述第二电控单元的输入端连接所述直流传输模块的输出端，所述第二电控单元的输出端连接所述第二逆变驱动单元的输入端；所述第二逆变驱动单元的输出端连接所述第二待控电机的电源输入端；所述第一电控单元的输入端连接所述第二电控单元的输入端。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本申请实施例提供的该系统，包括整流模块、直流传输模块和待控电机模块，通过整流模块将外部输入的第一交流电转换成直流电，然后直流电通过直流传输模块传输给待控电机模块。待控电机模块通过直流电控制待控电机运行。该系统将第一交流电转换成直流电进行传输，而不是直接传输直流电，避免了交流电传输过程中由于应力出现的线芯断裂，进而导致供电缺相或接触不良的情况，提高了电机系统在运行中的稳定性，以及提高了电机使用过程中的安全性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中提供的电机供电系统主要结构连接示意图；

图2为本申请实施例中提供的升降机电控系统主要结构连接示意图；

图3为本申请实施例中提供的升降机电控系统详细结构连接示意图一；

图4为本申请实施例中提供的升降机电控系统详细结构连接示意图二。

附图说明：

101—整流模块、102—直流传输模块、103—待控电机模块、

101-1—整流单元、101-2—第一吸收回路、101-3—第二吸收回路、

103-1—电控单元、103-2—逆变驱动单元、103-3—启动保护单元、

103-4—能耗制动单元、103-5—逻辑控制单元、

1031—第一待控电机子模块、1032—第二待控电机子模块、

1031-1—第一电控单元、1031-2—第一逆变驱动单元、

1031-3—第一启动保护单元、K1—第一保护开关、R1—第一保护电阻、

C1—第一保护电容、1031-4—第一能耗制动单元、

1031-5—第一逻辑控制单元、1032-1—第二电控单元、

1032-2—第二逆变驱动单元、1032-3—第二启动保护单元、

K2—第二保护开关、R2—第二保护电阻、C2—第二保护电容、

1032-4—第二能耗制动单元、1032-5—第二逻辑控制单元、

101-4—第三能耗制动单元、101-5—第三逻辑控制单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中，如图1所示，一种电机供电系统，包括整流模块101、直流传输模块102和待控电机模块103；整流模块101，用于将外部输入的第一交流电转换成直流电；直流传输模块102，用于将整流模块101输出的直流电传输给待控电机模块103；待控电机模块103，用于通过直流电控制待控电机运行。

本实施例中，第一交流电输入整流模块101，整流模块101将第一交流电转换成直流电，然后将直流电传输给直流传输模块102，直流传输模块102将直流电传输给待控电机模块103，然后待控电机模块103通过直流电控制待控电机运行。本系统将交流电转换成直流电进行传输，避免了使用交流传输电缆时，因频繁的应力容易出线线芯断裂引起缺相或者接触不良等情况，提高电机系统运行过程中的稳定性。

一个实施例中，直流传输模块102为直流传输电缆。

本实施例中，直流传输电缆的线芯数量比交流传输电缆的线芯数量少，既可以减少电缆自身重力，提高可靠性，又可以使电缆成本大大降低，节约资源。

一个实施例中，整流模块101包括整流单元101-1、第一吸收回路101-2和第二吸收回路101-3；第一吸收回路101-2的输入端连接第一交流电，第一吸收回路101-2的输出端连接整流单元101-1；整流单元101-1，用于将第一交流电转换成直流电；第二吸收电路的输入端连接整流单元101-1，第二吸收电路的输出端连接待控电机模块103。

本实施例中，第一吸收电路连接外部输入的第一交流电和整流单元101-1之间，可以吸收外部交流电产生的浪涌冲击，防止外部交流电对电机供电系统损坏。第一吸收电路的内部构造只要能够实现浪涌吸收即可，例如，通过三个吸收电容分别并联于三相线路之间，或者，三个吸收电阻分别串联于三相线路。本申请的保护范围不以第一吸收电路的内部构造为限制。

本实施例中，整流单元101-1能够将外部输入的第一交流电转换成直流电。整流单元101-1的内部构造只要能够实现整流功能即可，例如，整流单元101-1为晶体管整流桥。本申请的保护范围不以整流单元101-1的内部构造为限制。

本实施例中，第二吸收电路连接整流单元101-1和待控电机模块103之间，可以吸收待控电机模块103产生的浪涌冲击，既可以防止待控电机模块103内部电涌反向输入外部输入所在电网，又可以保护待控电机模块103内部元器件，防止电机供电系统损坏。第二吸收电路的内部构造只要能够实现浪涌吸收即可，例如，通过一个吸收电容分别并联于直流正负极之间，或者，两个吸收电阻分别串联于直流正负极。本申请的保护范围不以第二吸收电路的内部构造为限制。

一个实施例中，待控电机模块103包括电控单元103-1和逆变驱动单元103-2；电控单元103-1的输入端连接直流传输模块102的输出端，电控单元103-1的输出端连接逆变驱动单元103-2的输入端；逆变驱动单元103-2的输出端连接待控电机的电源输入端。

本实施例中，电控单元103-1用于对输入的直流电进行控制。具体地，电控单元103-1可以通过极限开关实现控制功能。

本实施例中，逆变驱动单元103-2包括逆变子单元和驱动子单元。逆变子单元用于将直流电转换成第二交流电，并将第二交流电输入驱动子单元。驱动子单元连接待控电机的电源输入端，驱动子单元用于驱动待控电机的运行。其中，逆变子单元可以为逆变器，驱动子单元可以为电机驱动集成模块。第一交流电和第二交流电可以相同，也可以不同，根据实际情况和需要进行设定即可。

一个实施例中，待控电机模块103还包括启动保护单元103-3；启动保护单元103-3，用于待控电机启动时，对直流电进行缓冲。该启动保护单元103-3的第一端连接电控单元103-1的输出端，启动保护单元103-3的第二端连接逆变驱动单元103-2的输入端。

一个实施例中，启动保护单元103-3包括保护开关K、保护电阻R和保护电容C；保护电阻R的第一端连接电控单元103-1的输出端的正极，保护电阻R的第二端连接保护电容C的第一端；保护电容C的第二端连接电控单元103-1的输出端的负极；保护开关K并联于保护电阻R。

当待控电机启动时，保护开关K先断开，通过保护电阻R对保护电容C充电，当保护电容C充满电时，保护开关K合上，实现待控电机的启动运行。该过程实现了电机启动的缓冲，提高电机供电系统的安全性。

一个实施例中，待控电机模块103还包括能耗制动单元103-4；能耗制动单元103-4的输入端并联于保护电容C，能耗制动单元103-4的输出端连接电控单元103-1的输出端的正极。

本实施例中，能耗制动单元103-4用于监测输入待控电机的电压波动，保护电机供电系统。能耗制动单元103-4可以根据实际情况和需要通过电阻、晶体管或电容等电子器件构造而成。

一个实施例中，待控电机模块103还包括逻辑控制单元103-5；逻辑控制单元103-5的第一端连接待控电机，逻辑控制单元103-5的第二端连接逆变驱动单元103-2，逻辑控制单元103-5用于对待控电机的运行过程进行控制；逻辑控制单元103-5的第三端连接能耗制动单元103-4，逻辑控制单元103-5用于对能耗制动单元103-4进行控制。

本实施例中，逻辑控制单元103-5可以为微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)等处理单元，预先设置相应的控制软件。逻辑控制单元103-5还可以为预先设置的硬件逻辑电路。

一个实施例中，待控电机模块103包括第一待控电机子模块1031和第二待控电机子模块1032；第一待控电机子模块1031，用于通过直流电控制第一待控电机运行；第二待控电机子模块1032，用于通过直流电控制第二待控电机运行；第一待控电机子模块1031的电源输入端，连接第二待控电机子模块1032的电源输入端。

也就是说，本申请提供的电机供电系统，可以同时为两个待控电机供电。进一步的，可以根据实际情况为两个以上待控电机供电。

一个实施例中，第一待控电机子模块1031包括第一电控单元1031-1和第一逆变驱动单元1031-2；第二待控电机子模块1032包括第二电控单元1032-1和第二逆变驱动单元1032-2；第一电控单元1031-1的输入端连接直流传输模块102的输出端，第一电控单元1031-1的输出端连接第一逆变驱动单元1031-2的输入端；第一逆变驱动单元1031-2的输出端连接第一待控电机的电源输入端；第二电控单元1032-1的输入端连接直流传输模块102的输出端，第二电控单元1032-1的输出端连接第二逆变驱动单元1032-2的输入端；第二逆变驱动单元1032-2的输出端连接第二待控电机的电源输入端；第一电控单元1031-1的输入端连接第二电控单元1032-1的输入端。

本实施例中，通过第一电控单元1031-1的输入端连接第二电控单元1032-1的输入端，可以实现能量回馈，当第一待控电机的能量反馈至直流传输模块102时，第二待控电机可以对该反馈能量进行消耗，节约能源。

一个实施例中，第一待控电机模块1031还包括第一启动保护单元1031-3；第一启动保护单元1031-3，用于第一待控电机启动时，对直流电进行缓冲。第二待控电机模块1032还包括第二启动保护单元1032-3；第二启动保护单元1032-3，用于第二待控电机启动时，对直流电进行缓冲。

一个实施例中，第一启动保护单元103-3包括第一保护开关K1、第一保护电阻R1和第一保护电容C1；第一保护电阻R1的第一端连接第一电控单元1031-1的输出端的正极，第一保护电阻R1的第二端连接第一保护电容C1的第一端；第一保护电容C1的第二端连接第一电控单元1031-1的输出端的负极；第一保护开关K1并联于第一保护电阻R1。

第二启动保护单元1032-3包括第二保护开关K2、第二保护电阻R2和第二保护电容C2；第二保护电阻R2的第一端连接第二电控单元1032-1的输出端的正极，第二保护电阻R2的第二端连接第二保护电容C2的第一端；第二保护电容C2的第二端连接第二电控单元1032-1的输出端的负极；第二保护开关K2并联于第二保护电阻R2。

一个实施例中，第一待控电机模块1031还包括第一能耗制动单元1031-4；第一能耗制动单元1031-4的输入端并联于第一保护电容C1，第一能耗制动单元1031-4的输出端连接第一电控单元1031-1的输出端的正极。第二待控电机模块1032还包括第二能耗制动单元1032-4；第二能耗制动单元1032-4的输入端并联于第二保护电容C2，第二能耗制动单元1032-4的输出端连接第二电控单元1032-1的输出端的正极。

一个实施例中，第一待控电机模块1031还包括第一逻辑控制单元1031-5；第一逻辑控制单元1031-5的第一端连接第一待控电机，第一逻辑控制单元1031-5的第二端连接第一逆变驱动单元1031-2，第一逻辑控制单元1031-5用于对第一待控电机的运行过程进行控制；第一逻辑控制单元1031-5的第三端连接第一能耗制动单元1031-4，第一逻辑控制单元1031-5用于对第一能耗制动单元1031-4进行控制。

第二待控电机模块1032还包括第二逻辑控制单元1032-5；第二逻辑控制单元1032-5的第一端连接第二待控电机，第二逻辑控制单元1032-5的第二端连接第二逆变驱动单元1032-2，第二逻辑控制单元1032-5用于对第二待控电机的运行过程进行控制；第二逻辑控制单元1032-5的第三端连接第二能耗制动单元1032-4，第二逻辑控制单元1032-5用于对第二能耗制动单元1032-4进行控制。

一个具体的实施例中，如图2所示，升降机电控系统(即电机供电系统的一个具体应用环境)主要结构示例图，L1、L2和L3表示三相交流输入，直流传输模块102为直流传输电缆(包括左笼电缆和右笼电缆)，“+”表示直流正极，“-”表示直流负极，通过直流传输电缆为左笼电机(第一待控电机)和右笼电机(第二待控电机)供电。图2中的底笼电控AC/DC整流即为整流模块101。

一个具体的实施例中，如图3所示的升降机电控系统详细结构示例图一，R1表示第一保护电阻，R2表示第二保护电阻，C1表示第一保护电容，C2表示第二保护电容，K1表示第一保护开关，K2表示第二保护开关。QS表示断路器，KM1表示交流接触器。通过图3所示电路实现对待控电机的供电，M1表示第一待控电机，M2表示第二待控电机。

升降机电控系统包括底笼箱电控和笼内控制部分。底笼箱实现对升降机左右笼电气配置，笼内电控实现电机驱动及逻辑控制。

底笼箱实现以下功能：通过低压电气设备对外部三相电源进行控制，以及实现浪涌吸收等。然后进行交流/直流(即AC/DC)整流输出直流电源，为左右笼提供动力电源，实现左右笼共直流母线电源。

笼内控制部分：通过对底笼箱提供的直流电源进行直流/交流(即DC/AC)逆变转换，提供电机所需三相交流电源，并实现相应逻辑控制与安全控制。左右笼其中一笼在能量回馈时可将回馈能量通过母线提供给另外一笼使用，有利于节省能源。

一个具体的实施例中，如图4所示的升降机电控系统详细结构示例图二，底笼电控AC/DC整流部分(整流模块)包括整流单元101-1、第一吸收回路101-2、第二吸收回路101-3、第三能耗制动单元101-4、第三逻辑控制单元101-5、断路器QS以及交流接触器KM1。其中，第三能耗制动单元101-4通过监测母线的电压波动，保护整个升降机电控系统的安全。第三能耗制动单元101-4可以根据实际情况和需要通过电阻、晶体管或电容等电子器件构造而成。第三逻辑控制单元101-5用于对第三能耗制动单元101-4进行控制，第三逻辑控制单元101-5可以为微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)等处理单元，预先设置相应的控制软件。第三逻辑控制单元101-5还可以为预先设置的硬件逻辑电路。

本实施例中，左笼电机驱动部分包括第一电控单元1031-1、第一逆变驱动单元1031-2、第一保护开关K1、第一保护电阻R1、第一保护电容C1、第一逻辑控制单元1031-5以及第一待控电机M1。其中，第一逻辑控制单元1031-5的第一端连接第一待控电机，第一逻辑控制单元1031-5的第二端连接第一逆变驱动单元1031-2，第一逻辑控制单元1031-5用于对第一待控电机的运行过程进行控制。

本实施例中，右笼电机驱动部分包括第二电控单元1032-1、第二逆变驱动单元1032-2、第二保护开关K2、第二保护电阻R2、第二保护电容C2、第二逻辑控制单元1032-5以及第二待控电机M2。其中，第二逻辑控制单元1032-5的第二端连接第二待控电机，第二逻辑控制单元1032-5的第二端连接第二逆变驱动单元1032-2，第二逻辑控制单元1032-5用于对第二待控电机的运行过程进行控制。

本实施例中，不同于上述实施例中分别为每一个待控电机设置对应的能耗制动单元，而是在直流母线设置一个第三能耗制动单元，以及控制该第三能耗制动单元所需要的第三逻辑控制单元。当监测到母线上的电压出现波动时，则根据波动的情况，直接从直流母线进行控制，避免整个升降机电控系统出现故障，进一步提高升降机电控系统的安全性。

本申请提供的电机供电系统，包括整流模块、直流传输模块和待控电机模块，通过整流模块将外部输入的第一交流电转换成直流电，然后直流电通过直流传输模块102传输给待控电机模块103。待控电机模块103通过直流电控制待控电机运行。该系统将第一交流电转换成直流电进行传输，而不是直接传输直流电，避免了交流电传输过程中由于应力出现的线芯断裂，进而导致供电缺相或接触不良的情况，提高了电机系统在运行中的稳定性，以及提高了电机使用过程中的安全性。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种电机供电系统，其特征在于，包括整流模块、直流传输模块和待控电机模块；

所述整流模块，用于将外部输入的第一交流电转换成直流电；

所述直流传输模块，用于将所述整流模块输出的所述直流电传输给所述待控电机模块；

所述待控电机模块，用于通过所述直流电控制待控电机运行；

其中，所述待控电机模块包括电控单元和逆变驱动单元；

所述电控单元的输入端连接所述直流传输模块的输出端，所述电控单元的输出端连接所述逆变驱动单元的输入端；

所述逆变驱动单元的输出端连接所述待控电机的电源输入端；

其中，所述待控电机模块还包括启动保护单元；

所述启动保护单元，用于所述待控电机启动时，对所述直流电进行缓冲；

其中，所述启动保护单元包括保护开关、保护电阻和保护电容；

所述保护电阻的第一端连接所述电控单元的输出端的正极，所述保护电阻的第二端连接所述保护电容的第一端；

所述保护电容的第二端连接所述电控单元的输出端的负极；

所述保护开关并联于所述保护电阻；

其中，所述待控电机模块还包括能耗制动单元；

所述能耗制动单元的输入端并联于所述保护电容，所述能耗制动单元的输出端连接所述电控单元的输出端的正极；

其中，所述待控电机模块还包括逻辑控制单元；

所述逻辑控制单元的第一端连接所述待控电机，所述逻辑控制单元的第二端连接所述逆变驱动单元，所述逻辑控制单元用于对所述待控电机的运行过程进行控制；

所述逻辑控制单元的第三端连接所述能耗制动单元，所述逻辑控制单元用于对所述能耗制动单元进行控制。

2.根据权利要求1所述的电机供电系统，其特征在于，所述直流传输模块为直流传输电缆。

3.根据权利要求1所述的电机供电系统，其特征在于，所述整流模块包括整流单元、第一吸收回路和第二吸收回路；

所述第一吸收回路的输入端连接所述第一交流电，所述第一吸收回路的输出端连接所述整流单元；

所述整流单元，用于将所述第一交流电转换成所述直流电；

所述第二吸收回路的输入端连接所述整流单元，所述第二吸收回路的输出端连接所述待控电机模块。

4.根据权利要求1所述的电机供电系统，其特征在于，所述待控电机模块包括第一待控电机子模块和第二待控电机子模块；

所述第一待控电机子模块，用于通过所述直流电控制第一待控电机运行；

所述第二待控电机子模块，用于通过所述直流电控制第二待控电机运行；

所述第一待控电机子模块的电源输入端，连接所述第二待控电机子模块的电源输入端。

5.根据权利要求4所述的电机供电系统，其特征在于，所述第一待控电机子模块包括第一电控单元和第一逆变驱动单元；所述第二待控电机子模块包括第二电控单元和第二逆变驱动单元；

所述第一电控单元的输入端连接所述直流传输模块的输出端，所述第一电控单元的输出端连接所述第一逆变驱动单元的输入端；所述第一逆变驱动单元的输出端连接所述第一待控电机的电源输入端；

所述第二电控单元的输入端连接所述直流传输模块的输出端，所述第二电控单元的输出端连接所述第二逆变驱动单元的输入端；所述第二逆变驱动单元的输出端连接所述第二待控电机的电源输入端；

所述第一电控单元的输入端连接所述第二电控单元的输入端。

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