包括第四電容C4、第五電容C5、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、絕緣柵雙極晶體管Kll和PWM信號(hào)光耦隔離；其中，
[0039]所述第七電阻R7的一端設(shè)置為光耦隔離電路的輸入端，第七電阻R7的另一端連接絕緣柵雙極晶體管Kll的基極，絕緣柵雙極晶體管Kll的集電極同時(shí)連接第八電阻R8的一端和PWM信號(hào)光耦隔離的陽(yáng)極端口 AN，第八電阻R8的另一端連接電源，絕緣柵雙極晶體管Kll的發(fā)射極連接第九電阻R9的一端并接地，第九電阻R9的另一端連接PWM信號(hào)光耦隔離的陰極端口 CAT，PWM信號(hào)光耦隔離的電源端口 VCC同時(shí)連接第四電容C4的一端和第十電阻RlO的一端，并連接電源，第四電容C4的另一端同時(shí)連接第五電容C5的一端和PWM信號(hào)光耦隔離的接地端口并接地，第十電阻RlO的另一端連接第五電容C5的另一端，將PWM信號(hào)光耦隔離的輸出端口 VO設(shè)置為光耦隔離電路的輸出端；
[0040]本實(shí)施例中，無(wú)刷線圈激磁直流電機(jī)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示，圖中I為電機(jī)機(jī)殼，2為電機(jī)前端蓋，3為電機(jī)后端蓋，4為電機(jī)轉(zhuǎn)軸，5為卷筒，6為激磁線圈，7為第一凸極定子，8為第二凸極定子，9為第一凸極轉(zhuǎn)子，10為第二凸極轉(zhuǎn)子，11為勵(lì)磁繞組；
[0041]如圖6所示，電機(jī)前端蓋2設(shè)置于電機(jī)機(jī)殼I的一端，電機(jī)后端蓋3設(shè)置于電機(jī)機(jī)殼I的另一端，電機(jī)轉(zhuǎn)軸4的一端穿過(guò)電機(jī)前端蓋2的中間孔，電機(jī)轉(zhuǎn)軸4的另一端穿過(guò)電機(jī)后端蓋3的中間孔；
[0042]如圖6所示，第一凸極定子7固定設(shè)置于電機(jī)內(nèi)部一端的電機(jī)機(jī)殼I上，第一凸極定子7的每個(gè)凸極上均纏繞有勵(lì)磁繞組，第一凸極轉(zhuǎn)子9固定設(shè)置于電機(jī)內(nèi)部電機(jī)轉(zhuǎn)軸4的一端，第一凸極定子7與第一凸極轉(zhuǎn)子9對(duì)應(yīng)放置，第一凸極定子7與第一凸極轉(zhuǎn)子9之間留有0.4毫米的氣隙；第二凸極定子8固定設(shè)置于電機(jī)內(nèi)部另一端的電機(jī)機(jī)殼I上，第二凸極定子8的每個(gè)凸極上均纏繞有勵(lì)磁繞組，第二凸極轉(zhuǎn)子10固定設(shè)置于電機(jī)內(nèi)部電機(jī)轉(zhuǎn)軸4的另一端，第二凸極定子8和第二凸極轉(zhuǎn)子10對(duì)應(yīng)放置，第二凸極定子8與第二凸極轉(zhuǎn)子10之間留有0.4毫米的氣隙，并且第一凸極定子7與第二凸極定子8對(duì)稱(chēng)放置，第一凸極轉(zhuǎn)子9與第二凸極轉(zhuǎn)子10對(duì)稱(chēng)放置；
[0043]如圖6所示，所述的卷筒5通過(guò)卡槽固定設(shè)置于第一凸極定子7與第二凸極定子8之間的電機(jī)機(jī)殼I內(nèi)壁上，激磁線圈6纏繞在卷筒5內(nèi)，卷筒5對(duì)應(yīng)位置的電機(jī)轉(zhuǎn)軸4上設(shè)置有凸起；
[0044]本實(shí)施例中，三相9-6結(jié)構(gòu)的新型凸極式定轉(zhuǎn)子無(wú)刷線圈激磁直流電機(jī)，定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)剖面圖如圖7所示，第一凸極定子7上均勻分布9個(gè)凸極，第一凸極轉(zhuǎn)子9上均勻分布6個(gè)凸極，即為雙凸極結(jié)構(gòu)，第一凸極定子7的每個(gè)凸極上均纏繞有勵(lì)磁繞組11 ;將第一凸極定子7每個(gè)凸極上的勵(lì)磁繞組合理布局均勻分為A、B、C三相，A相包括Al相、A2相和A3相，B相包括BI相、B2相和B3相，C相包括Cl相、C2相和C3相，Al相、A2相和A3相的勵(lì)磁繞組11串聯(lián)連接，BI相、B2相和B3相的勵(lì)磁繞組11串聯(lián)連接，Cl相、C2相和C3相的勵(lì)磁繞組11串聯(lián)連接；第二凸極定子8的結(jié)構(gòu)與第一凸極定子7的結(jié)構(gòu)相同，第二凸極轉(zhuǎn)子10的結(jié)構(gòu)與第一凸極轉(zhuǎn)子9的結(jié)構(gòu)相同；保證勵(lì)磁繞組與激磁線圈產(chǎn)生的磁通方向一致時(shí)，順序?qū)ˋ相、B相和C相，則電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；依次導(dǎo)通C相、B相和A相，則電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；
[0045]本實(shí)施例中，磁通路徑示意圖如圖8所示，激磁線圈6中通入直流電流產(chǎn)生軸向磁通，電機(jī)轉(zhuǎn)軸4用以引導(dǎo)磁場(chǎng)，磁通經(jīng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸4從第一凸極轉(zhuǎn)子9穿過(guò)第一凸極定子7的定子齒，由電機(jī)機(jī)殼I傳到第二凸極定子8，最后傳到第二凸極轉(zhuǎn)子10形成閉合回路，則第一凸極轉(zhuǎn)子9和第二凸極轉(zhuǎn)子10分別形成N極和S極，第一凸極轉(zhuǎn)子9和第二凸極轉(zhuǎn)子10感應(yīng)出磁場(chǎng)，并可通過(guò)控制勵(lì)磁繞組11中的電流控制產(chǎn)生的磁場(chǎng)，在勵(lì)磁繞組11中施加正向或反向的可調(diào)直流電流，就可產(chǎn)生不同方向與幅值的激磁磁通，進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速；
[0046]本實(shí)施例中，通過(guò)電流斬波電路，采集電流信號(hào)進(jìn)行處理，將處理結(jié)果直接反饋給中央處理器DSP，當(dāng)繞組相電流超過(guò)設(shè)定值上限時(shí)，電流斬波電路輸出信號(hào)“1，0”給中央處理器DSP，由中央處理器DSP輸出控制信號(hào)關(guān)斷絕緣柵雙極晶體管；當(dāng)電流低于設(shè)定值下限時(shí)，電流斬波電路輸出信號(hào)“0，I”給中央處理器DSP，由中央處理器DSP輸出控制信號(hào)導(dǎo)通絕緣柵雙極晶體管，使電流保持在電流設(shè)定范圍之內(nèi)，從而保護(hù)電機(jī)運(yùn)行，提高電機(jī)運(yùn)行性會(huì)K。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于電流斬波的無(wú)刷線圈激磁直流電機(jī)控制系統(tǒng)，包括三相絕緣柵雙極晶體管驅(qū)動(dòng)電路、無(wú)刷線圈激磁直流電機(jī)、中央處理器和光耦隔離電路，其特征在于:還包括電流斬波電路； 所述電流斬波電路包括A相繞組電流斬波電路、B相繞組電流斬波電路、C相繞組電流斬波電路、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一二極管、第二二極管、第三二極管和第四二極管； 所述三相絕緣柵雙極晶體管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端同時(shí)連接無(wú)刷線圈激磁直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組和電流斬波電路的輸入端，三相絕緣柵雙極晶體管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接光耦隔離電路的輸出端，無(wú)刷線圈激磁直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組連接電流斬波電路的輸入端，電流斬波電路的輸出端連接中央處理器的輸入端，中央處理器的輸出端連接光耦隔離電路的輸入端，所述中央處理器連接PC機(jī)； 所述A相繞組電流斬波電路的輸出端同時(shí)連接B相繞組電流斬波電路的輸出端、C相繞組電流斬波電路的輸出端、第一電阻的一端和第一二極管的陰極，第一電阻的另一端接地；第一二極管的陽(yáng)極同時(shí)連接第二二極管的陽(yáng)極、第二電阻的一端和第三二極管的陰極；第二二極管的陰極接地，第二電阻的另一端連接電源；第三二極管的陽(yáng)極同時(shí)連接第四二極管的陽(yáng)極和第三電阻的一端，第四二極管的陰極接地，第三電阻的另一端連接電源，將第一二極管的陽(yáng)極和第三二極管的陽(yáng)極共同作為電流斬波電路的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流斬波的無(wú)刷線圈激磁直流電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述A相繞組電流斬波電路、B相繞組電流斬波電路和C相繞組電流斬波電路的電路結(jié)構(gòu)相同，均包括第一電流傳感器、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一電容、第五二極管、第六二極管、第七二極管和第一運(yùn)算放大器； 所述第一電流傳感器的一端同時(shí)連接第五二極管的陽(yáng)極、第六二極管的陰極、第四電阻的一端和第一運(yùn)算放大器的同相輸入端，第一電流傳感器的另一端同時(shí)連接第五電阻的一端、第六電阻的一端、第五二極管的陰極、第一電容的一端、第六二極管的陽(yáng)極和第一運(yùn)算放大器的反相輸入端，將第一電流傳感器的兩端作為繞組電流斬波電路的輸入端，第四電阻的另一端同時(shí)連接第一運(yùn)算放大器的發(fā)射端和第七二極管的陽(yáng)極，將第七二極管的陰極作為繞組電流斬波電路的輸出端；第五電阻的另一端連接電源，第六電阻的另一端接地，第一電容的另一端接地；所述繞組電流斬波電路包括A相繞組電流斬波電路、B相繞組電流斬波電路和C相繞組電流斬波電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電流斬波的無(wú)刷線圈激磁直流電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述三相絕緣柵雙極晶體管驅(qū)動(dòng)電路包括三相不對(duì)稱(chēng)半橋絕緣柵雙極晶體管電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和單相橋式絕緣柵雙極晶體管驅(qū)動(dòng)電路。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型一種基于電流斬波的無(wú)刷線圈激磁直流電機(jī)控制系統(tǒng)，屬于電力電子控制技術(shù)領(lǐng)域；該系統(tǒng)包括三相絕緣柵雙極晶體管驅(qū)動(dòng)電路、無(wú)刷線圈激磁直流電機(jī)、中央處理器和光耦隔離電路，還包括電流斬波電路；本實(shí)用新型消除了電機(jī)繞組因電流過(guò)大引起的發(fā)熱甚至短路問(wèn)題，減小了電機(jī)因繞組電流過(guò)小引起的電機(jī)擾動(dòng)問(wèn)題，能夠使電機(jī)平滑運(yùn)行，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，由硬件電路組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性好，僅需簡(jiǎn)單設(shè)置斬波極限值便可應(yīng)用于多種電機(jī)中進(jìn)行斬波，降低了電機(jī)的開(kāi)關(guān)損耗，提高了電機(jī)的運(yùn)行效率，并提高了電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，通過(guò)控制繞組電流的上下限，即可適用電機(jī)的低速運(yùn)行。
【IPC分類(lèi)】H02P7-285
【公開(kāi)號(hào)】CN204559452
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520176500
【發(fā)明人】劉愛(ài)民, 張金華, 婁家川, 畢玉潔, 吳志恒, 冀田
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日