專利名稱：電動(dòng)輪汽車電機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電動(dòng)輪汽車電機(jī)勵(lì)磁磁場技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電動(dòng)輪汽車電機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器。
背景技術(shù)：
在電動(dòng)輪汽車的系統(tǒng)中采用發(fā)電機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器(AFSE)與電動(dòng)機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器(MFSE)作為勵(lì)磁控制部件。它們分別用于調(diào)節(jié)主發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的勵(lì)磁電流，其主要結(jié)構(gòu)由觸發(fā)信號(hào)放大、脈沖變壓器及由二極管、晶間管組成的單相半控整流器等環(huán)節(jié)組成。系統(tǒng)工作時(shí)，通過調(diào)節(jié)半控整流器上晶間管的觸發(fā)角度即可控制勵(lì)磁器的直流電壓輸出，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)主發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的勵(lì)磁電流的目的。但由晶閘管組成的相控整流器存在諧波分量大、功率因數(shù)差等缺點(diǎn)。這樣不利于提高電機(jī)的勵(lì)磁回路乃至系統(tǒng)主回路的效率；同時(shí)由于相控整流器的工作頻率低，使得系統(tǒng)響應(yīng)慢，動(dòng)態(tài)性能未能優(yōu)化，抗擾性能不夠強(qiáng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種電動(dòng)輪汽車電機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器，克服原裝置相控整流器諧波分量大、功率因數(shù)差的缺點(diǎn)，提高勵(lì)磁器的效率，可以延長電機(jī)的使用壽命， 使汽車運(yùn)行穩(wěn)定。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型的電動(dòng)輪汽車電機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器，其特征在于由電源隔離轉(zhuǎn)換模塊，與此電源隔離轉(zhuǎn)換模塊相連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，與此信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊相連接的IGBT器件，分別與此IGBT器件相連接的單相整流電路、反并聯(lián)保護(hù)電路所組成，所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊還與工業(yè)控制機(jī)相連接，所述的單相整流電路、反并聯(lián)保護(hù)電路還通過IGBT器件與電動(dòng)輪汽車電機(jī)的蓄電池供電回路、主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組相連接。所述的電源隔離轉(zhuǎn)換模塊的輸入電壓為+^V，輸出電壓為+MV。所述的單相整流電路為不可控整流橋。所述的反并聯(lián)保護(hù)電路采用兩級(jí)耦合晶閘管。本實(shí)用新型的電源隔離轉(zhuǎn)換模塊將輸入+28V直流電壓變換為+MV，為信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊提供電源，實(shí)現(xiàn)了外部低壓電源與控制電源的隔離，增強(qiáng)電源的穩(wěn)定性。信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的功能是將來自工控機(jī)的PWM信號(hào)變換后作為IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)；同時(shí)當(dāng)勵(lì)磁控制出現(xiàn)故障時(shí)，可以向工控機(jī)提供故障報(bào)警信號(hào)，該信號(hào)采用光耦隔離后輸出，增強(qiáng)了故障報(bào)警抗擾性能。單相整流電路采用不可控整流橋?qū)⒔涣麟妷鹤儞Q為直流電壓，與原勵(lì)磁器相比，更為簡單可靠。在整流電路旁的反并聯(lián)保護(hù)電路采用兩級(jí)耦合晶閘管，可以將整流電路輸出的直流電壓旁路，從而保護(hù)電機(jī)勵(lì)磁繞組。IGBT器件接收信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)而控制整流電路的輸出電壓。此輸出電壓可以為主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁電源(只有在電動(dòng)輪汽車最初開始工作時(shí)，其勵(lì)磁由蓄電池供電回路提供)。[0011]本實(shí)用新型采用PWM控制后，可帶來多方面益處1)將原勵(lì)磁器的半控整流器用不可控整流電路替代，用以輸出直流電壓，取消了原勵(lì)磁器用于供給半控整流器觸發(fā)信號(hào)的脈沖變壓器，提高了勵(lì)磁器工作的可靠性；2)由于IGBT開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，勵(lì)磁繞組損耗及發(fā)熱較小，可以延長電機(jī)的使用壽命；同時(shí)，IGBT器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)， 開關(guān)損耗也不大，因而勵(lì)磁環(huán)節(jié)效率可得到提高；3)由于直流電源采用不可控整流，其交流側(cè)(主發(fā)電機(jī)三次諧波繞組)的功率因數(shù)較高，可以提高主發(fā)電機(jī)效率；4)將外部低壓供電電源與控制電源的隔離，增強(qiáng)電源的穩(wěn)定性；5)將原勵(lì)磁器的相位脈沖信號(hào)用工控機(jī)輸出的PWM信號(hào)替代，經(jīng)芯片變換后作 IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將整流橋的直流電壓經(jīng)IGBT實(shí)現(xiàn)斬波后供給電機(jī)勵(lì)磁繞組。由于IGBT工作頻率高，使得系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)，使汽車運(yùn)行穩(wěn)定。本實(shí)用新型的有益效果是克服原裝置相控整流器諧波分量大、功率因數(shù)差的缺點(diǎn)，提高勵(lì)磁器的效率，進(jìn)而提高電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的效率；采用高頻率開關(guān)器件，減小諧波，勵(lì)磁繞組損耗及發(fā)熱較小，可以延長電機(jī)的使用壽命；可以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和動(dòng)態(tài)抗擾性能，使汽車運(yùn)行穩(wěn)定。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)該實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，本實(shí)用新型的電動(dòng)輪汽車電機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器，其特征在于由電源隔離轉(zhuǎn)換模塊，與此電源隔離轉(zhuǎn)換模塊相連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，與此信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊相連接的IGBT器件，分別與此IGBT器件相連接的單相整流電路、反并聯(lián)保護(hù)電路所組成，所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊還與工業(yè)控制機(jī)相連接，所述的單相整流電路、反并聯(lián)保護(hù)電路還通過IGBT 器件斬波后與電動(dòng)輪汽車電機(jī)的蓄電池供電回路、主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組相連接。所述的電源隔離轉(zhuǎn)換模塊的輸入電壓為+^V，輸出電壓為+MV。所述的單相整流電路為不可控整流橋。所述的反并聯(lián)保護(hù)電路采用兩級(jí)耦合晶閘管。圖1中虛線框內(nèi)為電動(dòng)輪汽車電機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器結(jié)構(gòu)框圖，其中1)電源隔離轉(zhuǎn)換模塊將輸入+28V直流電壓變換為+MV，為信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊提供電源，實(shí)現(xiàn)了外部低壓電源與控制電源的隔離，增強(qiáng)電源的穩(wěn)定性；2)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的功能是將由來自工控機(jī)的PWM信號(hào)變換后作為IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 同時(shí)當(dāng)勵(lì)磁控制出現(xiàn)故障時(shí)，可以向工控機(jī)提供報(bào)警信號(hào)，故障信號(hào)采用光耦隔離后輸出， 增強(qiáng)了故障報(bào)警抗擾性能；3)該單相整流電路采用不可控整流橋?qū)⒔涣麟妷鹤儞Q為直流電壓，與原勵(lì)磁器相比，更為簡單可靠；4)在整流電路旁的反并聯(lián)保護(hù)電路采用兩級(jí)耦合晶閘管，可以將整流電路輸出的直流電壓旁路，從而保護(hù)電機(jī)勵(lì)磁繞組； 5) IGBT器件接收信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)而控制整流電路的輸出電壓。此輸出電壓可以為電機(jī)勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁電源(只有在電動(dòng)輪汽車最初開始工作時(shí)，其勵(lì)磁由蓄電池供電回路提供)，進(jìn)而通過控制電機(jī)勵(lì)磁來控制電機(jī)的輸出。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)輪汽車電機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器，其特征在于由電源隔離轉(zhuǎn)換模塊，與此電源隔離轉(zhuǎn)換模塊相連接的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，與此信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊相連接的IGBT器件，分別與此 IGBT器件相連接的單相整流電路、反并聯(lián)保護(hù)電路所組成，所述的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊還與工業(yè)控制機(jī)相連接，所述的單相整流電路、反并聯(lián)保護(hù)電路還通過IGBT器件與電動(dòng)輪汽車電機(jī)的蓄電池供電回路、主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)輪汽車電機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器，其特征在于所述的電源隔離轉(zhuǎn)換模塊的輸入電壓為+^V，輸出電壓為+24V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)輪汽車電機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器，其特征在于所述的單相整流電路為不可控整流橋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)輪汽車電機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器，其特征在于所述的反并聯(lián)保護(hù)電路采用兩級(jí)耦合晶閘管。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電動(dòng)輪汽車電機(jī)勵(lì)磁磁場技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電動(dòng)輪汽車電機(jī)磁場靜態(tài)勵(lì)磁器。由電源隔離轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、IGBT器件、單相整流電路、反并聯(lián)保護(hù)電路所組成，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊還與工業(yè)控制機(jī)相連接，IGBT器件、單相整流電路、反并聯(lián)保護(hù)電路還通過IGBT器件斬波后與電動(dòng)輪汽車電機(jī)的蓄電池供電回路、主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組相連接。電源隔離轉(zhuǎn)換模塊的輸入電壓為+28V，輸出電壓為+24V。單相整流電路為不可控整流橋。反并聯(lián)保護(hù)電路采用兩級(jí)耦合晶閘管。本實(shí)用新型提高了勵(lì)磁器的效率，減小諧波、勵(lì)磁繞組損耗及發(fā)熱較小，延長電機(jī)的使用壽命；提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和動(dòng)態(tài)抗擾性能，使汽車運(yùn)行穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H02P9/14GK201994908SQ201120065658
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者劉振陸, 孟德斌, 蒼晴 申請(qǐng)人:鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司