[发明专利]一种直流串励电机控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种新型的直流串励电机控制系统及方法，包括直流电源UDC，包括：串联连接在直流电源UDC的第一支路和第二支路；所述第一支路包括并联连接的第三支路和第四支路；所述第三支路包括串联连接的第一IGBT模块和第二IGBT模块；所述第四支路包括串联连接的第三IGBT模块和第四IGBT模块，该新型的直流串励电机控制方法，通过电力电子器件，实现直流串励电机无触点平滑换向，将换向与电机调制集成，降低系统的成本和热功耗，提高系统效率。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种直流串励电机控制系统及方法。

背景技术

直流串励电机具有启动转矩大、过载能力强、转速高、体积小、重量轻等优点，因而广泛应用于各种工具中。但是由于直流串励电机具有电刷和换向器，在高速运行有环火、效率低、防护能力差、能量回馈效率低等缺点，使直流电机的使用受到很大的限制。特别是在大功率系统中，电机的换向控制往往采用大电流转换开关或接触器实现，在电机高速工作区域还需要采取磁场削弱电阻及接触器控制，以提高电机高速时转矩，电机制动时采用电阻能耗制动，会造成很大的能量丢失。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种直流串励电机控制系统及方法，不仅能够无触点换向，还能无论电机是正转或反转的制动工况下都有很高的能量回馈，同时在电机高速运转时无须外加设备直接控制电机励磁电流，使其工作在弱磁状态，保证电机高速工作时的转矩。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案控制方法：

本发明提供了一种直流串励电机控制系统，包括直流电源UDC，包括：

串联连接在直流电源UDC的第一支路和第二支路；

所述第一支路包括并联连接的第三支路和第四支路；

所述第三支路包括串联连接的第一IGBT模块和第二IGBT模块；

所述第四支路包括串联连接的第三IGBT模块和第四IGBT模块；

所述第一IGBT模块和所述第二IGBT模块之间连接平波电抗器L1的一端，所述第三IGBT模块和所述第四IGBT模块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。

进一步，所述第二支路包括并联连接的第五支路和第六支路；

所述第五支路，包括串联连接的第五IGBT模块和第七二极管D7；

所述第六支路，包括串联连接的第八二极管D8和第六IGBT模块；

所述第五IGBT模块和所述第七二极管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模块之间连接励磁电感Lf的另一端。

进一步，所述直流电机M将反馈转速传输给第一系统调节器，所述直流电机M将反馈转矩传输给第二系统调节器，所述第一系统调节器和所述第二系统调节器分别连接有第一线性控制器和第二线性控制器。

进一步，所述直流电机M同时接收给定转速和所述反馈转速，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之后得到转矩给定，所述转矩给定和所述反馈转矩之差经过第二线性控制器之后与三角波比较得到第一PWM和第二PWM。

进一步，所述第二支路的励磁电流反馈给第四系统调节器，所述励磁电流与电枢电流的差值经过第三线性控制器后与三角波比较得到第三PWM。

进一步，所述第一IGBT模块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模块包括并联连接的第四开关T4和第四二极管D4；