CN2802842Y - 开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置 - Google Patents

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CN2802842Y CN 200520107741 CN200520107741U CN2802842Y CN 2802842 Y CN2802842 Y CN 2802842Y CN 200520107741 CN200520107741 CN 200520107741 CN 200520107741 U CN200520107741 U CN 200520107741U CN 2802842 Y CN2802842 Y CN 2802842Y
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Abstract

本实用新型涉及一种开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置，包括开关磁阻电动机、功率整流电路、功率逆变电路、驱动单元、控制单元和控制电源；控制电源的输入端与功率整流电路的直流电输出端连接，输出端与控制单元和驱动单元分别连接，控制单元与驱动单元连接；驱动单元与功率逆变电路相连接，开关磁阻电动机连接在功率逆变电路上；安装电源电压检测单元，其输入端与交流电源和/或功率整流电路的直流输出端连接，输出端与控制单元的电动/制动控制功能模块和其他功能模块分别相连接。本装置结构简单，实施方便，实现了开关磁阻电动机调速系统断电制动控制的功能，适应了一类需此功能的生产机械的需求。

Description

开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置
技术领域
本实用新型涉及一种开关磁阻电动机调速系统的控制装置，尤其涉及一种开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置。
背景技术
作为一种新型无级调速驱动系统，开关磁阻电动机调速系统(SRD)以其结构简单、低成本、高效率、优良的调速性能和灵活的可控性，愈来愈得到人们的认可和应用。目前已成功应用于在电动汽车、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中。
在用于某些生产机械时，出于工艺要求或安全生产的需要，要求在供电突然中断时，SRD能立即转入制动工作状态，使生产机械停止转动。如龙门刨床工作时，开关磁阻电动机带动床面作直线运动，停电时必须将床面制动住，否则会造成设备损坏和人身事故。而现有技术中的各种SRD，当工作中供电突然中断时，整个电路系统将处于非受控工作状态，电动机在惯性作用下继续自由转动，无法实现制动工作。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在供电突然中断的情况下开关磁阻电动机调速系统能够制动的开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置。
本实用新型的开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置，包括开关磁阻电动机、功率整流电路、功率逆变电路、驱动单元、控制单元和控制电源；控制单元包括电动/制动控制功能模块；控制电源的输入端连接在功率整流电路的直流电输出端，即电容C的两侧，控制电源的输出端与控制单元和驱动单元分别连接；控制单元与驱动单元相连接；驱动单元与功率逆变电路相连接，开关磁阻电动机连接在功率逆变电路上；安装电源电压检测单元，其输入端与交流电源连接和/或功率整流电路的直流输出端即电容C的两侧连接，其输出端与控制单元的电动/制动控制功能模块和其他功能模块分别相连接，除检测交流电源电压或功率整流电路的直流输出电压，用于各种控制和保护功能外，还用于控制电动/制动控制功能模块的输出，使供电突然中断的情况下SRD进入制动工作状态。
本实用新型的开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置，开关磁阻电动机为一相或多相电动机；由功率逆变电路为其绕组供电，功率逆变电路为双电源电路或双开关电路或双绕组电路。
本实用新型所述的开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置，控制单元包括单片机或数字信号处理器或可编程逻辑器件以及其他数字/模拟器件，具有常规的控制、保护功能模块，包括电动/制动控制功能模块。
本实用新型所述的开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置，在制动工作状态下，若开关磁阻电动机发出的电能较多，为了使电容器C的端电压不超过功率整流电路和功率逆变电路所允许的安全工作电压，则采用直流过压放电电路或将功率整流电路改为可逆整流电路释放部分电能。
本实用新型在现有的开关磁阻电动机调速系统装置中安装电源电压检测单元，除用于常规控制和保护功能外，还用于控制电动/制动控制功能模块的输出状态，能在电源中断时，使开关磁阻电动机制动停转，结构简单，实施方便，实现了开关磁阻电动机调速系统断电制动，适应了一类需此功能的生产机械的需求。
附图说明
图1是开关磁阻电动机调速系统结构示意图；
图2是开关磁阻电动机调速系统常用的三种基本功率逆变电路示意图(图中只表示了一相电路)，(a)为双电源电路，(b)为双开关电路，(c)为双绕组电路；
图3是开关磁阻电动机在电动和制动工作状态下的绕组电流示意图，表示了开关磁阻电动机7的绕组电流同相绕组电感L的相对位置关系。Ie为电动工作状态的典型绕组电流波形，此时，其主要部分处于电感L的上升段，即0～T/2区域。Id为制动工作状态的典型绕组电流波形，此时，其主要部分处于电感L的下降段，即1/2～T区域。Id和Ie波形的I区域为功率逆变电路6向开关磁阻电动机7供电，II区域为开关磁阻电动机7向功率逆变电路6供电；
图4是开关磁阻电动机结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置，包括开关磁阻电动机7、功率整流电路5、功率逆变电路6、驱动单元3、控制单元8和控制电源4；控制单元8包括电动/制动控制功能模块2；控制电源4的输入端与接在功率整流电路5的直流电输出端，即电容C的两侧，控制电源4的输出端与控制单元8和驱动单元3分别连接；控制单元8与驱动单元3相连接；驱动单元3与功率逆变电路6相连接，开关磁阻电动机7连接在功率逆变电路6上；安装电源电压检测单元1，其输入端与交流电源和功率整流电路5的直流输出端即电容C的两侧连接，电源电压检测单元1的输出端与控制单元8的电动/制动控制功能模块2和其他功能模块分别相连接。
本实用新型的的开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置，开关磁阻电动机7为三相电动机。功率逆变电路6为双开关电路，为开关磁阻电动机7绕组供电。
控制单元8包括单片机或数字信号处理器或可编程逻辑器件以及其他数字/模拟器件，具有常规的控制、保护功能模块，包括电动/制动控制功能模块2。
开关磁阻电动机7可工作在电动状态，输入电能，输出机械能；或工作在制动状态，输入机械能，输出电能。功率整流电路5将交流电源整流成直流。功率逆变电路6向开关磁阻电动机7的绕组供电或接受开关磁阻电动机7发出的电能。控制单元8的作用是接受外部操作命令，经过信号的运算和加工处理后，通过起高低压隔离和信号转换作用的驱动电路3和功率逆变电路6控制开关磁阻电动机7的运行。
电源电压检测单元1的输入端接在交流电源侧，称为交流电源电压失电检测单元，当给开关磁阻电动机调速系统供电的交流电源发生中断时，电源电压检测单元1检测到交流电源失电，立即向控制单元8的电动/制动控制功能模块2输出电源中断信号；电源电压检测单元1的输入端接在功率整流电路5的直流输出侧，即电容器C的两端，称为直流欠电压检测单元，当给开关磁阻电动机调速系统供电的交流电源发生中断时，电源电压检测单元1检测到直流输出侧欠电压，也立即向控制单元8的电动/制动控制功能模块2输出电源中断信号。若该电动/制动控制功能模块2原正在执行电动运行逻辑，则立即改为执行制动运行逻辑；若该电动/制动控制功能模块2原正在执行制动运行逻辑，则仍继续执行制动运行逻辑，该制动运行逻辑通过驱动单元3和功率逆变电路6使开关磁阻电动机7工作在制动状态。
在电动工作状态下，绕组电流Ie的I区域大于II区域，此时，开关磁阻电动机7从功率逆变电路6和功率整流电路5得到的电能多于向功率逆变电路6和功率整流电路5提供的电能，所缺少的电能需由交流电源进行补充。
在制动工作状态下，绕组电流Id的I区域小于II区域，此时，开关磁阻电动机7向功率逆变电路6和功率整流电路5提供的电能多于从功率逆变电路6和功率整流电路5得到的电能。因此，不需交流电源供电，也能保持功率整流电路中电容器C正常储能和保持正常工作电压。控制电源4的输入侧接在功率整流电路的电容器C两侧，在制动过程中，靠电容器C储存的电能，使控制电源4能维持正常工作，从而能维持控制单元8、驱动单元3及整个系统的正常工作，直至开关磁阻电动机7停止转动。
在制动工作状态下，若开关磁阻电动机7发出的电能较多，为了使电容器C的端电压不超过功率整流电路5和功率逆变电路6所允许的安全工作电压，则应采用过压放电电路或将功率整流电路5改为可逆整流电路释放部分电能。

Claims (3)

1、一种开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置，包括开关磁阻电动机(7)、功率整流电路(5)、功率逆变电路(6)、驱动单元(3)、控制单元(8)和控制电源(4)；控制单元(8)包括电动/制动控制功能模块(2)；控制电源(4)的输入端接在功率整流电路(5)的直流电输出端，即电容C的两侧，控制电源(4)的输出端与控制单元(8)和驱动单元(3)分别连接；控制单元(8)与驱动单元(3)连接；驱动单元(3)与功率逆变电路(6)相连接，开关磁阻电动机(7)连接在功率逆变电路(6)上，其特征在于，安装电源电压检测单元(1)，其输入端与交流电源和/或功率整流电路(5)的直流输出端即电容C的两侧连接，电源电压检测单元(1)的输出端与控制单元(8)的电动/制动控制功能模块(2)和其他功能模块分别相连接。
2、根据权利要求1所述的开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置，其特征在于，开关磁阻电动机(7)为一相或多相电动机。
3、根据权利要求1所述的开关磁阻电动机调速系统的断电制动控制装置，其特征在于，功率逆变电路(6)为双电源电路或双开关电路或双绕组电路，其为开关磁阻电动机(7)的绕组供电。
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