[发明专利]一种三直流电机反向串联控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种三直流电机反向串联控制系统及方法，四相逆变器的八个IGBT模块采用两两串联的方式组成四桥臂并联在直流电源的正负极，反向串联的三直流电机分别串联四桥臂，三直流电机依次经速度传感器、电流传感器和速度调节模块后分别经两级PI控制器与参考电压合成器连接，参考电压合成器经PWM脉冲生成单元与四相逆变器连接，四相逆变器分别经电流调节模块和一级PI控制器与参考电压合成器连接，通过参考电压合成器连接至PWM脉冲生成单元，由PWM脉冲生成单元产生的脉冲控制信号控制八个IGBT模块的通断驱动三直流电机运行。本发明能够让三个电机进行四象限运行，能够改变电机的运转方向、运转速度并且能够将电机回馈系统的能量送回电网，减少能量的消耗。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种三直流电机反向串联控制系统及方法。

背景技术

电机速度控制技术在自动化控制领域应用相当广泛，随着现代化步伐的加快，人们的生活水平在不断提高，以至于对自动化的需求与标准也在不断地提高，这使得直流电机控制的应用领域进一步加大。例如，军事和宇航方面的雷达无线，惯性导航，卫星姿态，飞船光电池对太阳的跟踪等控制；工业方面的专用加工设备，数控机床，智能机器人；计算机外围设备和办公设备中的各种磁盘驱动器，各种光盘驱动器，绘图仪，扫描仪，复印机等设备的控制。电机控制技术的发展得力于微电子技术，电力电子技术，传感器技术，永磁材料技术，微机应用技术得最新发展成就。在当代，脉宽调制技术(PWM)和变频调制技术已经成为电机控制的主流技术。电机控制技术的发展方向正在朝着高效率，高精度，高性能，低成本的方向不断进展。此时，在现有的控制技术中，如果要对多个电机进行控制，单象限运行只能工作在电动状态，对能量得消耗程度较大，在运行过程共不能能量转化，而单独设计驱动电路和控制电路会是成本边变高，都是需要考虑的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种三直流电机反向串联控制系统及方法，对三个直流电机进行反向串联控制从而节省直流电机系统的成本。

本发明采用以下技术方案：

一种三直流电机反向串联控制系统，包括反向串联的三直流电机、四相逆变器和直流电源，四相逆变器包括八个IGBT模块，八个IGBT模块采用两两串联的方式组成四桥臂并联在直流电源的正负极，反向串联的三直流电机分别串联四桥臂，三直流电机依次经速度传感器、电流传感器和速度调节模块后分别经两级PI控制器与参考电压合成器连接，参考电压合成器经PWM脉冲生成单元与四相逆变器输入端连接，四相逆变器输出端分别与电流调节模块和三直流电机连接，电流调节模块与一级PI控制器与参考电压合成器连接，通过参考电压合成器连接至PWM脉冲生成单元，由PWM脉冲生成单元产生的脉冲控制信号控制八个IGBT模块的通断驱动三直流电机运行。

具体的，IGBT模块包括双极型晶体管芯片和二极管芯片，四桥臂具体为：第一桥臂由双极型晶体管芯片T1、T4以及并联在其上的二极管芯片D1、D4组成，第二桥臂由双极型晶体管芯片T3、T6以及并联在其上的二极管芯片D3、D6组成，第三桥臂由双极型晶体管芯片T5、T2以及并联在其上的二极管芯片D5、D2组成，第四桥臂由双极型晶体管芯片T7、T8以及并联在其上的二极管芯片D7、D8组成。

进一步的，第一桥臂的T1与T4的中点为节点a点，第二桥臂T3与T6的中点为节点b点，第三桥臂T5与T2的中点为节点c点，第四桥臂T7与T8的中点为节点d点，三直流电机包括直流电机A、直流电机B和直流电机C，节点a与直流电机A的正极相连，节点b与直流电机B正极相连，节点c与直流电机C正极相连，节点d与直流电机A、直流电机B、直流电机C的负极相连。