CN216851283U - 无刷静态同步电动机励磁控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及励磁装置技术领域，提出了无刷静态同步电动机励磁控制系统，包括运放U1、变阻器RP1和三极管Q7，运放U1的反相输入端通过电阻R1连接三相全控整流桥的回路电流，运放U1的同相输入端连接变阻器RP1，运放U1的输出端连接三极管Q7的基极，三极管Q7的集电极接地，三极管的发射极通过电阻R7连接15V电源，三极管Q7的发射极作为回路过流保护电路的输出端连接晶闸管触发控制电路。当三相全控整流桥负载外电路发生短路而引起的过电流时，输出低电平的过流信号control_I，使晶闸管触发控制电路关断三相全控整流桥。解决三相全控整流桥的过流问题，避免了由于过流引发温度升高对元件造成的损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及励磁装置技术领域，具体的，涉及无刷静态同步电动机励磁控制系统。
背景技术
无刷励磁同步电动机是目前国际上已广泛应用的动力拖动设备，具有结构紧凑、电路简单、运行可靠、控制方便、维护量小等优点。无刷励磁同步电动机无需通过碳刷和滑环这一对“动接触部件”，彻底杜绝了因碳刷和滑环接触不良、碳刷长期磨损而发生的各种电机故障，消除了定期维护更换且易产生拉弧、电火花的碳刷和滑环结构，使无刷励磁同步电动机能够在有防爆、防尘、防腐蚀等要求的特殊场合使用。
无刷静态同步电动机励磁系统一般由励磁控制器、功率整流部分、灭磁部分、励磁变压器等构成。其中功率整流部分是由大功率可控硅组成的三相全控整流桥，如果整流桥负载发生短路，因电磁感应原因，可控硅整流回路也将产生冲击过电流，当可控硅中流过大于额定值的电流时，热量来不及散发，使得结温迅速升高，最终将导致结层被烧毁，损坏元件，对整个励磁系统的工作造成影响。
实用新型内容
本实用新型提出无刷静态同步电动机励磁控制系统，通过设置回路过流保护电路，解决了无刷静态同步电动机励磁控制系统中功率整流部分发生的过流问题。
本实用新型的技术方案如下：
无刷静态同步电动机励磁控制系统，包括励磁控制器、三相全控整流桥和励磁绕组L1，所述励磁控制器通过晶闸管触发控制电路连接所述三相全控整流桥，所述三相全控整流桥的输出端连接所述励磁绕组L1，
本实用新型还包括回路过流保护电路，所述回路过流保护电路包括运放U1、变阻器RP1和三极管Q7，所述运放U1的反相输入端通过电阻R1连接三相全控整流桥的回路电流，所述运放U1的同相输入端通过电阻R2连接所述变阻器RP1的滑动端，所述变阻器RP1的两端串联在VCC电源和地之间，所述运放U1的输出端连接所述三极管Q7的基极，所述三极管Q7的集电极接地，所述三极管的发射极通过电阻R7连接15V电源，所述三极管Q7的发射极作为所述回路过流保护电路的输出端连接晶闸管触发控制电路。
进一步，所述晶闸管触发控制电路包括与门U3～U8和三极管Q10～Q15，所述与门U3～U8的第一输入端分别连接所述励磁控制器不同数据引脚，所述与门U3～U8的第二输入端均连接所述三极管Q7的发射极，所述与门U3～U8的输出端分别连接所述三极管Q10～Q15的基极，所述三极管Q10～Q15的集电极均连接VCC电源，所述三极管Q10～Q15的发射极分别连接三相全控整流桥的六个门极。
进一步，所述三相全控整流桥还连接有起动过压保护电路，所述起动过压保护电路包括晶闸管Q8、Q9、稳压二极管D2、D3、电阻R8、R9和二极管D4，所述电阻R8的第一端连接所述三相全控整流桥的第一输出端，所述电阻R9的第一端连接所述三相全控整流桥的第二输出端，所述电阻R8的第二端依次串联所述晶闸管Q9和Q8之后连接所述电阻R9的第二端，所述晶闸管Q9和Q8的导通方向由所述电阻R8指向所述电阻R9，所述晶闸管Q9的门极通过电阻R10和稳压二极管D2连接所述三相全控整流桥的第一输出端，所述晶闸管Q8的门极通过电阻R11和稳压二极管D3连接所述三相全控整流桥的第一输出端，所述二极管D4的阳极连接所述电阻R9的第二端，所述二极管D4的阴极连接所述电阻R8的第二端。
进一步，所述三相全控整流桥的第一输出端与所述励磁绕组L1之间串联有晶闸管Q16，所述晶闸管Q16的导通方向由所述三相全控整流桥指向所述励磁绕组L1，所述晶闸管Q16的门极通过电阻R18和稳压二极管D5连接所述三相全控整流桥的第二输出端。
本实用新型的工作原理及有益效果为：
本实用新型中，当三相全控整流桥负载外电路发生短路而引起过电流时，电流经过电阻R1转换成电压输入到运放U1，运放U1作为比较器，变阻器用来提供基准信号，此时运放U1的反相输入端电压大于同相输入端电压，运放U1的输出由高电平切换到低电平，三极管Q7导通，输出低电平的过流信号control_I，使晶闸管触发控制电路关断三相全控整流桥。本实用新型能够及时检测三相全控整流桥的过流，避免了由于过流引发温度升高对元件造成的损坏。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型结构回路过流保护电路的电路图；
图2为本实用新型晶闸管触发控制电路的电路图；
图3为本实用新型起动过压保护电路的电路图；
图4为本实用新型三相全控整流桥的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
实施例1
本实施例提出了无刷静态同步电动机励磁控制系统，包括励磁控制器、三相全控整流桥和励磁绕组L1，所述励磁控制器通过晶闸管触发控制电路连接所述三相全控整流桥，
如图4所示，所述三相全控整流桥包括晶闸管Q1～Q6，三相全控整流桥的输入端连接三相电，三相全控整流桥的第一输出端G1连接励磁绕组L1的一端，三相全控整流桥的第二输出端G2连接励磁绕组L1的另一端。
如图1所示，本实施例中还包括回路过流保护电路，所述回路过流保护电路包括运放U1、变阻器RP1和三极管Q7，所述运放U1的反相输入端通过电阻R1连接三相全控整流桥的回路电流，所述运放U1的同相输入端通过电阻R2连接所述变阻器RP1的滑动端，所述变阻器RP1的两端串联在VCC电源和地之间，所述运放U1的输出端连接所述三极管Q7的基极，所述三极管Q7的集电极接地，所述三极管的发射极通过电阻R7连接15V电源，所述三极管Q7的发射极作为所述回路过流保护电路的输出端，输出过流信号control_I，连接晶闸管触发控制电路。
如图2所述，所述晶闸管触发控制电路包括与门U3～U8和三极管Q10～Q15，所述与门U3～U8的第一输入端分别连接所述励磁控制器不同数据引脚PA1～PA6，所述与门U3～U8的第二输入端均连接所述三极管Q7的发射极，用于接收过流信号control_I，所述与门U3～U8的输出端分别连接所述三极管Q10～Q15的基极，所述三极管Q10～Q15的集电极均连接VCC电源，所述三极管Q10～Q15的发射极分别输出六路触发信号，控制三相全控整流桥的六个晶闸管的门极。
本实施例中，当三相全控整流桥负载外电路发生短路而引起的过电流时，电流经过电阻R1转换成电压输入到运放U1，运放U1作为比较器，变阻器用来提供基准信号，此时运放U1的反相输入端大于同相输入端，运放U1的输出由高电平切换到低电平，三极管Q7导通，输出低电平的过流信号control_I，使晶闸管触发控制电路关断三相全控整流桥。
晶闸管触发控制电路的工作原理为，励磁控制器输出的六路信号经反相器之后，再分别与过流信号control_I经过与门输出，与门输出高电平信号时，驱动三极管导通，进一步驱动晶闸管开通。因此，当晶闸管触发控制电路接收到低电平的过流信号control_I时，与门肯定会输出低电平信号，三极管相应截止，实现了三相全控整流桥的关断。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例中还包括起动过压保护电流。
如图3所示，所述起动过压保护电路包括晶闸管Q8、Q9、稳压二极管D2、D3、电阻R8、R9和二极管D4，所述电阻R8的第一端连接所述三相全控整流桥的第一输出端，所述电阻R9的第一端连接所述三相全控整流桥的第二输出端，所述电阻R8的第二端依次串联所述晶闸管Q9和Q8之后连接所述电阻R9的第二端，所述晶闸管Q9和Q8的导通方向由所述电阻R8指向所述电阻R9，所述晶闸管Q9的门极通过电阻R10和稳压二极管D2连接所述三相全控整流桥的第一输出端，所述晶闸管Q8的门极通过电阻R11和稳压二极管D3连接所述三相全控整流桥的第一输出端，所述二极管D4的阳极连接所述电阻R9的第二端，所述二极管D4的阴极连接所述电阻R8的第二端。
在励磁控制系统启动过程中，当励磁绕组L1的感应电压较高时，通过稳压管D2、D3，驱动晶闸管Q9和Q8导通，此时，电阻R8、晶闸管Q9、Q8和电阻R9形成正向回路，电阻R9、二极管D4和电阻R8形成反相回路，降低励磁绕组的感应电压。实现了起动过压保护。
实施例3
在实施例1的基础上，如图3所示，本实施例中，三相全控整流桥的第一输出端与所述励磁绕组L1之间串联有晶闸管Q16，所述晶闸管Q16的导通方向由所述三相全控整流桥指向所述励磁绕组L1，所述晶闸管Q16的门极通过电阻R18和稳压二极管D5连接所述三相全控整流桥的第二输出端。
晶闸管Q16的引入能够实现顺极性投励。当投励瞬间励磁绕组中感应电流的方向是从G2到G1时，这时G1的电位高于G2，晶闸管Q16的门极和阴极间承受反压，因而处于关断状态，外加励磁电压不会加在励磁绕组上。而当投励瞬间励磁绕组中感应电流的方向是从G1到G2时，这时G2的电位高于G1，晶闸管Q16处于导通状态，外加励磁电压加在励磁绕组上，从而完成顺极性投励。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.无刷静态同步电动机励磁控制系统，包括励磁控制器、三相全控整流桥和励磁绕组L1，所述励磁控制器通过晶闸管触发控制电路连接所述三相全控整流桥，所述三相全控整流桥的输出端连接所述励磁绕组L1，
其特征在于，还包括回路过流保护电路，所述回路过流保护电路包括运放U1、变阻器RP1和三极管Q7，所述运放U1的反相输入端通过电阻R1连接三相全控整流桥的回路电流，所述运放U1的同相输入端通过电阻R2连接所述变阻器RP1的滑动端，所述变阻器RP1的两端串联在VCC电源和地之间，所述运放U1的输出端连接所述三极管Q7的基极，所述三极管Q7的集电极接地，所述三极管的发射极通过电阻R7连接15V电源，所述三极管Q7的发射极作为所述回路过流保护电路的输出端连接晶闸管触发控制电路。
2.根据权利要求1所述的无刷静态同步电动机励磁控制系统，其特征在于，所述晶闸管触发控制电路包括与门U3～U8和三极管Q10～Q15，所述与门U3～U8的第一输入端分别连接所述励磁控制器不同数据引脚，所述与门U3～U8的第二输入端均连接所述三极管Q7的发射极，所述与门U3～U8的输出端分别连接所述三极管Q10～Q15的基极，所述三极管Q10～Q15的集电极均连接VCC电源，所述三极管Q10～Q15的发射极分别连接三相全控整流桥的六个门极。
3.根据权利要求1所述的无刷静态同步电动机励磁控制系统，其特征在于，所述三相全控整流桥还连接有起动过压保护电路，所述起动过压保护电路包括晶闸管Q8、Q9、稳压二极管D2、D3、电阻R8、R9和二极管D4，所述电阻R8的第一端连接所述三相全控整流桥的第一输出端，所述电阻R9的第一端连接所述三相全控整流桥的第二输出端，所述电阻R8的第二端依次串联所述晶闸管Q9和Q8之后连接所述电阻R9的第二端，所述晶闸管Q9和Q8的导通方向由所述电阻R8指向所述电阻R9，所述晶闸管Q9的门极通过电阻R10和稳压二极管D2连接所述三相全控整流桥的第一输出端，所述晶闸管Q8的门极通过电阻R11和稳压二极管D3连接所述三相全控整流桥的第一输出端，所述二极管D4的阳极连接所述电阻R9的第二端，所述二极管D4的阴极连接所述电阻R8的第二端。
4.根据权利要求1所述的无刷静态同步电动机励磁控制系统，其特征在于，所述三相全控整流桥的第一输出端与所述励磁绕组L1之间串联有晶闸管Q16，所述晶闸管Q16的导通方向由所述三相全控整流桥指向所述励磁绕组L1，所述晶闸管Q16的门极通过电阻R18和稳压二极管D5连接所述三相全控整流桥的第二输出端。
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