一種串勵(lì)控制器及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于控制器領(lǐng)域，具體涉及一種采用晶體管開關(guān)取代機(jī)械結(jié)構(gòu)開關(guān)的串勵(lì)控制器及其控制方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]傳統(tǒng)的串勵(lì)控制器在控制串勵(lì)電機(jī)時(shí)，串勵(lì)電機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組與控制器連接時(shí)采用串聯(lián)的接線方式，當(dāng)電機(jī)換向時(shí)，采用機(jī)械結(jié)構(gòu)(換向接觸器)改變勵(lì)磁繞組的方向，進(jìn)而造成換向不平滑。且傳統(tǒng)的串勵(lì)控制器不允許電機(jī)加載時(shí)換向，否則由于線圈的電感作用，會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷換向接觸器，故只能通過機(jī)械剎車制動(dòng)后在換向，由于不能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)過程中的能量回收；同時(shí)由于采用換向接觸器，傳統(tǒng)的串勵(lì)控制器笨重，體積龐大，使用壽命較短。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種通過晶體管開關(guān)實(shí)現(xiàn)串勵(lì)電機(jī)的電樞繞組和勵(lì)磁繞組獨(dú)立工作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的柔和換向，并減輕控制器重量的串勵(lì)控制器及其控制方法，其技術(shù)方案為:
[0004]控制芯片輸出六路D、E、F、G、H、I分別至第一晶體管、第而晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管和第六晶體管的柵極；第一晶體管另外兩極和第四晶體管的另外兩極形成串聯(lián)，第二晶體管另外兩極和第五晶體管的另外兩極形成串聯(lián)，第三晶體管另外兩極和第六晶體管的另外兩極形成串聯(lián)；三條串聯(lián)電路形成并聯(lián)電路，并聯(lián)電路的兩端分別連接至直流電源的正極和負(fù)極從而形成并聯(lián)回路；以第一晶體管和第四晶體管連接處的電氣節(jié)點(diǎn)為A，第二晶體管和第五晶體管連接處的電氣節(jié)點(diǎn)為B，第三晶體管和第六晶體管連接處的電氣節(jié)點(diǎn)為C ;電氣節(jié)點(diǎn)A和電氣節(jié)點(diǎn)B分別連接串勵(lì)電機(jī)的勵(lì)磁繞組的兩端，電氣節(jié)點(diǎn)C和直流電源的正極連接分別連接他勵(lì)電機(jī)的電樞繞組的兩端；第一晶體管至第六晶體管為MOSFET晶體管或IGBT晶體管。
[0005]第一晶體管至第六晶體管為MOSFET晶體管時(shí)，形成串聯(lián)的兩個(gè)晶體管，一個(gè)晶體管的源極連接另一晶體管的漏極，余下的另一個(gè)漏極連接直流電源的正極、另一個(gè)源極連接直流電源的負(fù)極；當(dāng)?shù)谝痪w管至第六晶體管為IGBT晶體管時(shí)，形成串聯(lián)的兩個(gè)晶體管，一個(gè)晶體管的發(fā)射極連接另一晶體管的集電極，余下的另一個(gè)集電極連接直流電源的正極、另一發(fā)射極連接直流電源的負(fù)極。
[0006]串勵(lì)控制器控制串勵(lì)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，控制芯片輸出控制信號(hào)至六個(gè)晶體管的柵極從而控制六個(gè)晶體管的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)；第五晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)；第一晶體管和第四晶體管處于交替導(dǎo)通和截止的狀態(tài)，且第一晶體管和第四晶體管一個(gè)為導(dǎo)通則另一個(gè)為截止；第二晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)；第三晶體管和第六晶體管處于交替導(dǎo)通和截止的狀態(tài)，且第三晶體管和第六晶體管一個(gè)為導(dǎo)通則另一個(gè)為截止；當(dāng)該串勵(lì)控制器控制串勵(lì)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，第四晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)；第二晶體管和第五晶體管處于交替導(dǎo)通和截止的狀態(tài)，且第二晶體管和第五晶體管一個(gè)為導(dǎo)通則另一個(gè)為截止；第一晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)；第三晶體管和第六晶體管處于交替導(dǎo)通和截止的狀態(tài)，且第三晶體管和第六晶體管一個(gè)為導(dǎo)通則另一個(gè)為截止。
[0007]串勵(lì)控制器控制串勵(lì)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，控制芯片輸出至第一晶體管、第四晶體管、第三晶體管、第六晶體管的控制信號(hào)為PWM信號(hào)；當(dāng)該串勵(lì)控制器控制串勵(lì)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，控制芯片輸出至第二晶體管、第五晶體管、第三晶體管、第六晶體管的控制信號(hào)為PWM信號(hào)；控制芯片調(diào)節(jié)輸出的PWM信號(hào)的占空比從而控制勵(lì)磁繞組和電樞繞組的電流大小，且勵(lì)磁繞組和電樞繞組的電流大小相等；處于交替導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)的某兩個(gè)晶體管所接收的PWM信號(hào)的占空比之和為I。
[0008]串勵(lì)控制器控制串勵(lì)電機(jī)制動(dòng)時(shí)，控制芯片控制電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向變換；若當(dāng)前狀態(tài)位電機(jī)正轉(zhuǎn)，則由控制電機(jī)正轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換為控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)通過調(diào)節(jié)輸出的PWM信號(hào)的占空比減小電樞繞組和勵(lì)磁繞組上電流的大??；若當(dāng)前狀態(tài)為電機(jī)反轉(zhuǎn)，則控制電機(jī)反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換為控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)通過調(diào)節(jié)輸出的PWM信號(hào)的占空比減小電樞繞組和勵(lì)磁繞組上電流的大?。换蚩刂菩酒{(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比，使得第三晶體管上的壓降降低，進(jìn)而使得電樞繞組電流方向改變，實(shí)現(xiàn)電機(jī)制動(dòng)。
[0009]相比于傳統(tǒng)的串勵(lì)控制器及其控制方法，本發(fā)明具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體體現(xiàn)為:
[0010](I)本發(fā)明的串勵(lì)控制器連接串勵(lì)電機(jī)時(shí)，采用電樞繞組和勵(lì)磁繞組并聯(lián)的方式，使得串勵(lì)電機(jī)可當(dāng)成并勵(lì)電機(jī)使用，串勵(lì)控制器控制兩繞組電流的電流一致，使得兩繞組可以獨(dú)立控制，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收利用。。
[0011](2)由MOSFET晶體管或IGBT晶體管代替反應(yīng)遲鈍的換向接觸器，由此可實(shí)現(xiàn)平滑柔和的電機(jī)換向。
[0012](3)用晶體管取代了傳統(tǒng)的換向接觸器，可以大大縮小控制器的體積，同時(shí)也延長(zhǎng)了控制器使用壽命。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的串勵(lì)控制器在使用MOSFET晶體管時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明的串勵(lì)控制器在使用IGBT晶體管時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖來敘述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述，以下關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式的描述只是示例性，并不是為了限制本發(fā)明的所要保護(hù)的主題，對(duì)于本發(fā)明所描述的實(shí)施例還存在的其他在權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)的變化，都屬于本發(fā)明所需要保護(hù)的主題。
[0016]如圖1所示，控制芯片7輸出六路至第一晶體管1、第二晶體管2、第三晶體管3、第四晶體管4、第五晶體管5和第六晶體管6的柵極；第一晶體管I另外兩極和第四晶體管4的另外兩極形成串聯(lián)，第二晶體管2另外兩極和第五晶體管5的另外兩極形成串聯(lián)，第三晶體管3另外兩極和第六晶體管6的另外兩極形成串聯(lián)；三條串聯(lián)電路形成并聯(lián)電路，并聯(lián)電路的兩端分別連接至直流電源的正極B+和負(fù)極B-從而形成并聯(lián)回路；以第一晶體管I和第四晶體管4連接處的電氣節(jié)點(diǎn)為A，第二晶體管2和第五晶體管5連接處的電氣節(jié)點(diǎn)為B，第三晶體管3和第六晶體管6連接處的電氣節(jié)點(diǎn)為C ;電氣節(jié)點(diǎn)A和電氣節(jié)點(diǎn)B分別連接串勵(lì)電機(jī)的勵(lì)磁繞組的兩端，電氣節(jié)點(diǎn)C和直流電源的正極連接分別連接他勵(lì)電機(jī)的電樞繞組的兩端；本發(fā)明的第一晶體管和第六晶體管優(yōu)選為MOSFET晶體管或IGBT晶體管，圖1中的第一晶體管至第六晶體管為MOSFET晶體管；形成串聯(lián)的兩個(gè)晶體管，一個(gè)晶體管的源極連接另一晶體管的漏極，余下的另一個(gè)漏極連接直流電源的正極、另一個(gè)源極連接直流電源的負(fù)極。
[0017]如圖2所示，圖2與圖1的區(qū)別在于，圖2中的第一晶體管至第六晶體管為IGBT晶體管，形成串聯(lián)的兩個(gè)晶體管，一個(gè)晶體管的發(fā)射極連接另一晶體管的集電極，余下的另一個(gè)集電極連接直流電源的正極、另一發(fā)射極連接直流電源的負(fù)