[发明专利]一种直流串励电机控制系统及方法

权利要求书

1.一种直流串励电机控制系统，包括直流电源UDC，其特征在于：包括：

串联连接在直流电源UDC的第一支路（1）和第二支路（2）；

所述第一支路（1）包括并联连接的第三支路（3）和第四支路（4）；

所述第三支路（3）包括串联连接的第一IGBT模块（301）和第二IGBT模块（302）；

所述第四支路（4）包括串联连接的第三IGBT模块（303）和第四IGBT模块（304）；

所述第一IGBT模块（301）和所述第二IGBT模块（302）之间连接平波电抗器L1的一端，所述第三IGBT模块（303）和所述第四IGBT模块（304）之间连接平波电抗器L1的另一端；

在所述平波电抗器L1的两端中的一端上串联有直流电机M；

一种的直流串励电机控制方法，包括以下步骤：

当直流电机正M正转时；

第一开关T1和第四开关T4开通时，UAB的两端电压为电源电压UDC，电源给直流电机M提供能量，电枢电流从电源正极出发，流经第一开关T1、平波电抗器L1、直流电机M，再从第四开关T4回到电源负极；在直流电机M正向转动后，当第二开关T2和第三开关T3开通时，UAB的两端电压与电源电压UDC相反，电枢电流从平波电抗器L1、直流电机M，第三开关T3流进电源的正极，再经过第二开关T2形成回路；

当第五开关T5和第六开关T6开通时，励磁电流从电源正极出发，流经第五开关T5、励磁绕组Lf，再从第六开关T6回到电源负极；形成励磁电流，此时励磁电流与电枢电流一致，直流电机M正转；

当第五开关T5和第六开关T6关断时，励磁电流通过第七二极管D7和第八二极管D8续流，从电源的正极流入，从电源的负极流出，将能量回馈给电源；

一种直流串励电机控制方法，还包括以下步骤：

当直流电机M反转时：

当第二开关T2和第三开关T3开通时，UBA的两端电压为电源UDC，电源给直流电机M提供能量，电枢电流从电源正极出发，流经第三开关T3，平波电抗器L1、直流电机M，再从第二开关T2回到电源负极；

在电机M反向转动后，当第一开关T1和第四开关T4开通时，UBA的两端电压与电源电压UDC相反，电枢电流从平波电抗器L1、直流电机M、第一开关T1流进电源的正极，再经过第四开关T4形成回路；

当第五开关T5和第六开关T6开通时，励磁电流从电源正极出发，流经第五开关T5、励磁绕组Lf，再从第六开关T6回到电源负极，形成励磁电流，直流电机M反转；

当第五开关T5和第六开关T6关断时，励磁电流通过第七二极管D7和第八二极管D8续流，从电源的正极流入，从电源的负极流出，将能量回馈给电源；

所述直流电机M同时接收给定转速和反馈转速，并将所述给定转速和所述反馈转速的误差经过第一线性控制器（601）之后得到转矩给定，所述转矩给定和反馈转矩之差经过第二线性控制器（602）之后与三角波比较得到第一PWM和第二PWM；

所述第二支路（2）的励磁电流反馈给第四系统调节器（504），所述励磁电流与电枢电流的差值经过第三线性控制器（603）后与三角波比较得到第三PWM；

所述第一IGBT模块（301）包括并联连接的第一开关T1和第一二极管D1；所述第二IGBT模块（302）包括并联连接的第二开关T2和第二二极管D2；所述第三IGBT模块（303）包括并联连接的第三开关T3和第三二极管D2；所述第四IGBT模块（304）包括并联连接的第四开关T4和第四二极管D4；

所述第一PWM控制第一开关T1和第四开关T4；

所述第二PWM控制第二开关T2和第三开关T3。

2.根据权利要求1所述的一种直流串励电机控制系统，其特征在于：

所述第二支路（2）包括并联连接的第五支路（5）和第六支路（6）；

所述第五支路（5），包括串联连接的第五IGBT模块（305）和第七二极管D7；

所述第六支路（6），包括串联连接的第八二极管D8和第六IGBT模块（306）；

所述第五IGBT模块（305）和所述第七二极管D7之间连接励磁电感Lf的一端，所述第八二极管D8和所述第六IGBT模块（306）之间连接励磁电感Lf的另一端。