[实用新型]大功率矿用串励直流电动机控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于变频器技术领域，具体说是一种大功率矿用串励直流电动机控制器。 

背景技术

串励直流电动机相比其他形式直流电动机工作，其可靠性高；供电方便，起动转矩大；过载能力强；机械性能软；有空载车速行；重载车速行；供电线路上产生的压降不影响电动机的工作，鉴于以上优点串励直流电动机广泛应用于负载在较大范围内变化和要求有较大启动转矩的设备中。现有的矿用大功率串励直流电动机的调速方法主要采用在串励电动机电路中串入可变电阻器，通过改变电阻器的阻值，达到改变电动机的转速目的。这种调速方法虽然简单，但其存在以下缺陷：在调速用的可变电阻器上消耗掉一部份能量；因为在电路中串入了电阻器，使其调速范围受到一定的限制；因为电阻器的发热，使得这种调速方法存在不安全的因素。综上所述，串入电阻器式调速方法已经不符合现代化煤矿的需要，因此亟需对其结构进行改进。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种大功率矿用串励直流电动机控制器，以解决现有大功率矿用串励直流电动机调速范围受限、散热性能差、电能使用效率低、安全性低等问题。 

本实用新型的目的是这样实现的：它包括输入模块、电源转换模块、输出模块以及显示模块，其特征是：所述串励直流电动机控制器还包括控制模块，驱动模块以及信号回馈模块；电源转换模块为DC-DC电源转换模块，输入模块分别与DC-DC电源转换模块、驱动模块相连，DC-DC电源转换模块分别与显示模块、控制模块相连，控制模块分别与显示模块、驱动模块、信号回馈模块相连，驱动模块与输出模块相连，输出模块与信号回馈模块相连。 

所述控制模块为DSP控制模块。

所述驱动模块为IGBT模块。

本实用新型的优点及有益效果如下：该产品利用串励直流电机高转矩输出功能，通过控制功率开关元件，可以实现低速重载启动功能；采用DSP 芯片对电源主电路实现了全数字控制，输出电压设置定点可调，提高了输出电压的精度和稳定度；控制算法通过软件编程实现使得系统升级方便，也便于用户根据各自的需要灵活地选择不同的控制功能；取消了电枢绕组的串联电阻，使电机的输入能量充分利用，提高了电能的使用效率，同时也减少了环境的电磁污染；在人机操作界面上，只用到了几个操作按钮，使使用者的操作更加简单方便；由于取消了串联电阻器，彻底消除了电阻器发热对煤矿带来的安全隐患；针对煤矿现有的串励调速直流电机的改造，只是将两个绕组接到控制器的相应输出接线端；充分利用串励直流电机的高起动转矩能力和他励直流电机的灵活调速、制动性能；采用目前广泛使用的控制芯片DSP技术和电力电子功率模块IGBT技术，将直流电机的励磁绕组和电枢绕组分开来控制，并在硬件和软件设计上充分采用模块化设计。 

附图说明

下面将结合附图对本实用新型作进一步详细说明。 

图1是本实用新型的原理示意框图； 

图2是DSP程序流程示意框图；

附图主要部分的符号说明：1DC-DC电源转换模块、2输入模块、3显示模块、4控制模块、5驱动模块、6输出模块、7信号回馈模块。

下面将结合附图并通过实例对实用新型作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本实用新型其中的例子而已，并不代表本实用新型所限定的权利保护范围，本实用新型的权利保护范围以权利要求为准。 

具体实施方式

根据图1至图2对本实用新型进行详细描述。输入模块2是对系统的供电电源侧，并对模块的输入进行相应的整理，以满足整个系统的电源供应需要；DC-DC电源转换模块1的输入是取自输入模块2的输出电源，其功能是取一部分输入的电源，并将其转换，模块的输出是其他模块需要的工作电源；显示模块3是控制模块的通讯数据，模块的输出是将接收到的数据显示到液晶屏上；控制模块4是由电源转换模块1供电，并将输入的控制代码结果显示在显示模块3上，并通过信号回馈模块7进行取样回馈，并根据模块7的取样回馈信息来设定电机控制算法，确定控制信号，然后向驱动模块5发送电动机的控制脉冲信号；驱动模块5以输入模块2为驱动电源，其作用是将输入的工作电源进行隔离，将控制信号隔离放大，驱动模块输出经过能量功率开关控制后的电机驱动电源；输出模块6是整体控制系统与控制对象的连接界面；信号回馈模块7对整体控制系统的输出信号进行采样，并经过处理后，反馈给控制模块4。 

软件控制策略：系统初始化：首先对整体系统上电后各个硬件功能模块的检测、DSP中各个引脚的定义；并对定义的功能寄存器赋初始值； 

系统状态识别：对当前系统的瞬间所处状态的识别，并将识别后的状态字赋予软件中的状态寄存器，并根据状态的识别确定控制对象的工作状态；①起动模块：控制电动机由静止状态到稳定转动状态之间的过程；②运转模块：控制电动机在不同转速的转动状态之间的变换过程，它是整个系统的主要工作状态；③制动模块：控制电动机在转动状态到静止状态的过程。