直流电动机控制电路、制动方法、发电方法及装置的制作方法

专利名称：直流电动机控制电路、制动方法、发电方法及装置的制作方法
技术领域：
本专利涉及一种电动机的控制电路、制动方法、发电方法和装置，特别是一种用于串励 直流电动机的控制电路、其制动方法、发电方法和装置。
背景技术：
目前，在牵引城市轻轨、无轨、有轨电车，牵引矿山、工厂电力机车，驱动电动高尔夫 球车、电动巡逻车、电动游览观光车、场地电动服务车，驱动电动叉车、推垛车、电动摩托 车、自行车和其他多种起重、运输设备中以及其他需要电动设备的工业领域，串励直流电动 机因其优异的性能得到了广泛的应用。
在实际应用中，串励直流电动机的驱动控制，包括启动、调速、制动和反转。根据串励 直流电动机的基本知识，串励直流电动机启动使用的方法有串接电阻启动、降低电压启动和 直流斩波启动。调速方法有改变串接电阻调速、改变电压调速、弱磁调速和直流斩波调速。 串励直流电动机的反转运行， 一般是改变励磁绕组或电枢绕组的接线方向，传统的方法是用 接触器或其他机械开关来改变励磁绕组的接线方向实现串励直流电动机的反转。串励直流电 动机的制动，由于串励直流电动机固有的特性，传统的应用只能进行能耗制动和反接制动， 不能进行回馈制动，不能将制动时电动机的能量再利用，造成能源的很大浪费。串励直流电 动机的能耗制动方法有他励能耗制动和自励能耗制动两种；串励直流电动机的反接制动有电 枢电压反接制动和转速反向的反接制动两种。
专利文献1，实用新型专利《电力机车全数字化IGBT斩波调速装置》(中国，分类号 H60L15/38，申请日2005年11月29日，授权公告日2007年1月10日，专利号 200520093900.1)中所述的制动电路和方法，是串励直流电动机的斩波驱动方法，没有电制 动功能，没有电机反转功能。
专利文献2，实用新型专利《绞车电机能耗制动刹车装置》(中国，分类号H02P3/12， 申请日2002年1月21日，授权公告日2002年10月30日，专利号02215263.6)中所 述的制动电路和方法，是在电机制动时，通过开关切换，给励磁绕组供电，使电动机处于发 电状态，在电动机电枢两端并接能耗电阻，通过能耗电阻，将制动时发电状态的电动机的电 能消耗掉，从而达到制动的目的。这种制动方法是串励直流电动机的他励能耗制动方法。电 路没有反转功能。
专利文献3，实用新型专利《节能型直流电机斩波调速器》(中国，分类号H02P7/28， 申请日2002年7月23日，授权公告日2003年7月9日，专利号02274322.7)所述的 电路和方法，是一种直流斩波调速电路，采用绝缘栅式双极晶体管模块(IGBT模块)，通过 脉宽调制来实现电动机的启动、调速和制动。通过调节绝缘栅式双极晶体管模块(IGBT模块) 的导通脉宽比来控制电机的速度。在能耗电路中串接二极管，使电路在牵引工作时无电流通过，达到节能的目的。在电动机制动时，利用开关断开输入电源，利用直流接触器和二极管 使电机转子在电路中反接，并在电路中串入电阻，在励磁绕组的剩磁作用下，电路中产生电 流实现制动的，通过功率器件，短接部分制动电阻，调节功率器件的导通脉宽比来控制制动 力的大小。这种制动方法，是串励直流电动机的带有脉沖宽度调节制动力矩大小的自励能耗 制动方法，电动机的电能消耗在制动电阻中。电路没有电机反转功能。
专利文献4，实用新型专利《工矿电机车斩波调速电气装置》(中国，分类号H02P7/28、 H02P7/298，申请日2005年12月27日，授权公告日2007年5月16日，专利号 200520052895. X)中所述的制动电路和方法，是一种直流斩波调速电路，驱动两台串励直流 电动机，通过脉宽调制来实现电动机的启动、调速和制动。通过调节功率器件的导通脉宽比 来控制电机的速度。在电动机制动时，利用直流接触器使两台串励直流电动机的电枢反接并 互换，并在电路中串入电阻，形成交叉励磁再生回馈电阻能耗混合电制动。这种制动方法， 是串励直流电动机的带有脉冲宽度调节制动力矩大小的相互自励制动方法，电动机的电能一 部分消耗在制动电阻中，另一部分回馈到输入直流电源。串励直流电动机的反转是用接触器 将电枢绕组反接来实现的。
专利文献5，实用新型专利《再生制动的直流电机斩波调速器》(中国，分类号H02P7/28、 H02P3/13,申请日2004年6月22日，授权公告日 2005年9月28日，专利号200420032175. 2) 所述的电路和方法，是一种直流斩波调速电路，是通过脉宽调制来实现电动机的启动、调速 和制动，通过调节功率器件的导通和关断的时间来控制电机的速度。在电动机制动时，采用 接触器，使电枢绕组反接后，通过二极管并接在输入电源上，电枢绕组产生的电能反馈回输 入电源；通过调整MOS管导通和关断的时间，使车辆平稳停止。这种制动方法，是串励直流 电动机的带有脉冲宽度调节制动力矩大小的自励制动方法，电动机的电能部分回馈到输入电 源。串励直流电动机的反转是用接触器将电枢绕组反接来实现的。
专利文献6，实用新型专利《智能型矿用电机车斩波调速控制装置》(中国，分类号 B60L15/20,申请日2001年2月28日，授权公告日2002年1月16日，专利号01217657. 5) 所述的电路和方法，是一种直流斩波调速电路，是通过脉宽调制来实现电动机的启动、调速 和制动，通过调节功率器件的导通和关断的时间来控制电机的速度。在电动机制动时，采用 接触器，使电枢绕组反接后，通过二极管并接在输入电源上，电枢绕组产生的电能反馈回输 入电源；通过调整电子开关模块导通和关断的时间，来控制平均制动电流和流回到电源的电 流的大小。这种制动方法，是串励直流电动机的带有脉冲宽度调节制动力矩大小的自励制动 方法，电动机的电能部分回馈到输入电源。串励直流电动机的反转是用接触器将电枢绕组反 接来实现的。
串励直流电动机的启动和调速，采用电阻方法时，大量能量都通过电阻发热浪费掉，而 且电路结构并不简单；现有的串励直流电动机控制电路大量采用直流斩波电路，采用直流斩 波电路启动、调速无疑是一种节约能源的好办法。图l是串励直流电动机基本斩波驱动电路示意图。
串励直流动动机的制动，按照传统的应用电路，理论上不能有回馈运转状态，只能进行 能耗制动和反接制动，串励直流电动机制动时的能量回馈或再利用，在节约能源方面，特别 是在用蓄电池作为能源的电动车辆中，具有特别重大的意义。

发明内容
本发明针对现有技术中，串励直流电动机斩波电路不能实现或不能很好实现串励直流电 动机制动能量回馈或再利用问题、针对现有串励直流电动机反转控制采用有机械触点的接触 器问题，提出了新的电路方案，并提出了一种新的制动方法和发电方法以及釆用新电路和方 法制作的串励直流电动机驱动控制装置和发电装置。
根据串励直流电动机的基本知识理论，串励直流电动机具有两个绕组，励磁绕组3和电 枢绕组4，工作时励磁绕组3和电枢绕组4一般是串联连接。当励磁绕组3中有励磁电流通 过时，就会在串励直流电动机中产生励磁磁场，当电枢绕组4中有电枢电流通过时，在励磁 磁场的作用下就会产生转动转矩，改变励磁电流的方向就会改变励磁磁场的方向，从而改变 转动转矩的方向，使串励直流电动机反转，不改变励磁电流的方向，改变电枢电流的方向， 也可以使串励直流电动机反转。
运转中的串励直流电动机，当励磁绕组3中没有励磁电流通过时，串励直流电动机会惯 性运转。当励磁绕组3中有励磁电流通过时，就会在电机中建立励磁磁场，在励磁磁场的作 用下，当电枢绕组4中有电枢电流通过时，就会产生转矩，转矩的方向由电枢电流的方向决 定，如果转矩的方向和串励直流电动机运转的方向一致，串励直流电动机就会加速运转，如 果转矩的方向和串励直流电动机运转的方向相反，串励直流电动机就会减速运转；当电枢绕 组4中没有电枢电流通过时，在励磁磁场的作用下，运转中的串励直流电动机电枢绕组4两 端就会产生感应电压，串励直流电动机处于发电状态，处于发电状态的串励直流电动机如果 不将电枢绕组4两端的感应电压引出放电，串励直流电动机就会保持惯性运转，如果将电枢 绕组4两端的感应电压引出放电，就会在电枢绕组4中有电枢电流，在励磁磁场的作用下， 电枢电流就会产生转矩，此转矩的方向和运转中的串励直流电动机运转方向相反，串励直流 电动机就会制动，运转速度逐渐降低。
处于发电状态的串励直流电动机，当串励直流电动机的运转速度不高于额定速度、串励 直流电动机中励磁绕组3中的励磁电流不大于额定励磁电流时，电枢绕组4两端产生的感应 电压就会低于串励直流电动机的额定输入电压，电流不会从低电压流向高电压，就无法将电 枢绕组两端产生的感应电能直接回馈到电压为串励直流电动机额定电压的输入直流电压源 1。这也就是理论上串励直流电动机不能有回馈制动运转状态的原因。
处于发电状态的串励直流电动机，如果将电枢绕组4两端产生的感应电压引出放电，就 可以制动串励直流电动机。也就是说，对于运转中的串励直流电动机，要实现电制动，首先 要使串励直流电动机处于发电状态，然后要将电枢绕组4两端产生的感应电压引出放电就可以。如何使串励直流电动机处于发电状态，如何将电枢绕组4两端产生的感应电压引出放电， 就是串励直流电动机电制动要解决的问题，也是本发明要解决的问题。
使串励直流电动机处于发电状态，就要求励磁绕组3中有励磁电流通过，可以采用外加 电源使励磁绕组3中有励磁电流，这就是他励方式；釆用电枢绕组4两端产生的感应电压来
使励磁绕组3中有励磁电流，是自励方式。自励方式有一个问题就是励磁电流的建立问题， 没有励磁电流，就没有励磁磁场，没有励磁磁场，电枢绕组4两端就不会产生的感应电压， 从而也就是不能使励磁绕组3中有励磁电流。在实际应用中，可以利用串励直流电动机中的 剩磁，在剩磁的作用下，电枢绕组4两端就会产生的感应电压，加在励磁绕组3上，就会产 生励磁电流，从而增强励磁磁场，励磁磁场越强，电枢绕组4两端的感应电压越高，形成正 反馈；也可以利用在制动前，使励磁绕组3中的电流续流，在励磁电流消失前开始制动。
将电枢绕组4两端产生的感应电压引出放电，简单的办法就是直接加电阻放电，这就是 能耗方式。将电枢绕组4两端产生的感应电压直接反馈回输入直流电压源1，或通过电路变 换反馈回输入直流电压源l，就是能量再利用回馈方式。本发明是将电枢绕组4两端产生的 感应电压，经直流电压变换电路9变换后存储或利用，从而实现将电枢绕组4两端产生的感 应电压引出放电的目的。
专利文献2、 3是能耗制动方法，专利文献4是再生回馈、电阻能耗混合制动，部分制动 能量回馈到输入直流电源，专利文献5、 6是自励回馈制动，是将电枢绕组两端产生的感应电 压直接反馈回输入电源。
专利文献4是能耗制动和回馈制动混合方式，将部分制动能量回馈到输入电源，但是大 部分能量仍旧是通过电阻消耗掉了 。
专利文献5、6是自励回馈制动，是将电枢绕组两端产生的感应电压直接反馈回输入电源。 采用这种电路制动时，当半导体开关导通时，电路要实现能量回馈，如果输入直流电源的电 压为电动机额定电压，电枢绕组两端产生的感应电压就要大于电源额定电压，这就至少要求 要么电动机转速高于额定转速，要么励磁绕组中的励磁电流大于额定励磁电流；当半导体开 关关断时，电枢绕组电感中储存的能量(对于专利文献6，还有励磁绕组电感中储存的能量)， 反馈回到输入电源。尤其是专利文献5，由于电枢绕组和励磁绕组都是电感器件，电子开关 模块两端会承受非常高的电压。这种制动方法，是一种自励回馈制动方法，回馈制动时，要 求电动机转速高、励磁电流大，制动力矩不容易控制，而且电子开关模块承受很大的电流和 很高的电压，电路回馈效果也不是很好。
本发明电路是能量回馈再利用方式制动的。本发明中，使串励直流电动机处于发电状态 的励磁绕组3中的励磁电流，可以由输入直流电压源1或外接电源提供，也可以是制动前励 磁绕组3中续流的励磁电流；如果没有输入直流电压源l,也没有续流励磁电流，励磁绕组3 中的励磁电流还可以由电枢绕组4两端的感应电压通过直流电压变换电路9变压后来建立， 具体过程为串励直流电动机在外界力量的作用下转动时，在串励直流电动机中剩磁的作用下，电枢绕组4两端就会产生感应电压，利用直流电压变换电路9，将电枢绕组4两端的感 应电压升压变换后从直流电压变换电路9的引出端子93、 94输出，加在电容2的两端，使电 容2两端上电压逐渐上升；电容2两端有电压后，就会通过励磁电路7向直流电压变换电路 9供电，使励磁绕组3中有励磁电流通过，产生励磁磁场，在励磁磁场的作用下，电枢绕组4 两端产生的感应电压就会更高，形成正反馈。
励磁绕组3中有励磁电流，就会产生励磁磁场，在励磁磁场的作用下，电枢绕组4两端 产生感应电压，电枢绕组4两端的感应电压通过直流电压变换电路9变压后，通过存储或再 利用来放电，加到输入直流电压源1上或为外接蓄电池10充电(对电枢绕组4和直流电压变 换电路9来说是放电)，或为其他用电设备供电，使电枢绕组4中有电枢电流通过，产生转矩， 此转矩的方向和运转中的串励直流电动机运转方向相反，串励直流电动机就会制动，运转速 度逐渐降低。
本发明的主电路结构由励磁电路7、电枢电路8和直流电压变换电路9三部分构成，主 电路结构是在串励直流电动机基本斩波驱动电路结构中，增加直流电压变换电路9，在电动 机制动时将电动机的能量通过直流电压变换电路9回馈到串励直流电动机的输入直流电压源 1，如图2电路和图3电路所示，也可以将直流电压变换电路9的输出为外接蓄电池10充电， 如图20电路和图21电路所示，还可以将直流电压变换电路9的输出通过其他设备比如接电 阻放电。回馈到输入直流电压源l,直流电压变换电路9要采用升压直流变换电路，为外接 蓄电池10充电或接其他设备放电，直流电压变换电路9的输出根据外接蓄电池10或放电所 接其他设备确定。
励磁电路7是包含串励直流电动机励磁绕组3、 二极管、半导体开关的电路。励磁电路7 有两个引出端子，分别为引出端子71和72。
电枢电路8是包含串励直流电动机电枢绕组4、 二极管、半导体开关的电路。电枢电路8 有两个引出端子，分别为引出端子81和82。
直流电压变换电路9是包含电感、变压器、电容、半导体开关、二极管的电路。直流电 压变换电路9有四个引出端子，分别为引出端子91、 92、 93和94，其中，引出端子91和92 为直流电压变换电路9的输入端子，引出端子93和94为直流电压变换电路9的输出端子。
根据励磁电路7、电枢电路8和直流电压变换电路9三部分的连接方法不同，本发明的 主电路结构如图2 (或图20)电路和图3 (或图21)电路所示。图2电路中，励磁电路7的 引出端子71和直流电压变换电路9的引出端子93 —起连接到输入直流电压源1的正极及输 入电容2的正极，励磁电路7的引出端子72和直流电压变换电路9的引出端子91、电枢电 路8的引出端子81连接，电枢电路8的引出端子82、直流电压变换电路9的引出端子92和 94一起连接到输入直流电压源1的负极及输入电容2的负极。图3电路中，电枢电路8的引 出端子81、直流电压变换电路9的引出端子91和93 —起连接到输入直流电压源1的正极及 输入电容2的正极，励磁电路7的引出端子71、直流电压变换电路9的引出端子92和电枢电路8的引出端子82连接，励磁电路7的引出端子72和直流电压变换电路9的引出端子94 一起连接到输入直流电压源l的负极及输入电容2的负极。图20和图21电路中，直流电压 变换电路9的引出端子93和94与外接蓄电池连接，
图2电路与图3电路互为镜像电路，电路功能完全相同，制动能量回馈到输入直流电压 1。也可以将直流电压变换电路9的两个输出端子93和94引出为其他蓄电池10充电，如图 20和图21所示，电路同样可以实现制动。
当串励直流电动机在转动状态需要制动时，首先使串励直流电动机处于发电状态，利用 输入直流电压源1或外接电源、或励磁绕组3的续流电流建立励磁磁场，从而使串励直流电 动机处于发电状态；当没有输入电压源1也没有外接电源、励磁绕组3中也没有续流电流时， 参照去掉输入电压源1的图2或图3，对于在外界力量的作用下转动的串励直流电动机，在 串励直流电动机中剩磁的作用下，电枢绕组4两端就会产生感应电压，也就是包含电枢绕组 的电枢电路8两端会有直流电，电枢电路8的引出端子81为感应电压的正极，电枢电路8 的引出端子82为感应电压的负极，利用直流电压变换电路9，将电枢绕组4两端的感应电压 升压变换后从直流电压变换电路9的引出端子93、 94输出，引出端子93为正，94为负，使 电容2两端上电压逐渐上升。电容2两端有电压后，就会通过励磁电路7向直流电压变换电 路9供电，使励磁绕组3中有励磁电流通过，产生励磁磁场，从而使串励直流电动机处于发 电状态，在励磁磁场的作用下，电枢绕组4两端产生的感应电压就会更高，形成正反馈。将 发电状态下的串励直流电动机的电能，利用直流电压变换电路9，从电枢绕组4的两端转换 出来再利用，或反馈回输入直流电压源l，如图2和图3，或给外接蓄电池充电10充电，如 图20和图21，或通过其他设备比如电阻放电，实现了串励直流电动机的制动，通过控制直 流电压变换电路9的输出大小来调节制动力矩的大小。这种制动方法，就是本发明的串励直 流电动机的制动方法。
本发明同时提出了一种用串励直流电动机发电方法。首先使串励直流电动机处于发电状 态，当有输入电压源1或外接电源时，励磁电流由输入电压源l或外接电源提供；当励磁绕 组中有续流存在时，励磁电流就是励磁绕组中的续流电流；有励磁电流就会产生励磁磁场， 使串励直流电动机处于发电状态。当没有输入电压源1也没有外接电源、励磁绕组3中也没 有续流电流时，参照去掉输入电压源1的图2或图3,对于在外界力量的作用下转动的串励 直流电动机，在串励直流电动机中剩磁的作用下，电枢绕组4两端就会产生感应电压，也就 是包含电枢绕组的电枢电路8两端会有直流电，电枢电路8的引出端子81为感应电压的正极， 电枢电路8的引出端子82为感应电压的负极，利用直流电压变换电路9，将电枢绕组4两端 的感应电压升压变换后从直流电压变换电路9的引出端子93、 94输出，引出端子93为正， 94为负，使电容2两端上电压逐渐上升。电容2两端有电压后，就会通过励磁电路7向直流 电压变换电路9供电，使励磁绕组3中有励磁电流通过，产生励磁磁场，从而使串励直流电 动机处于发电状态，在励磁磁场的作用下，电枢绕组4两端产生的感应电压就会更高，形成正反馈。同时将直流电压变换电路9的引出端子93、 94作为发电输出向外提供电源，当串励 直流电动机在外界力量的作用下持续转动时，通过控制直流电压变换电路9，就可以调节直 流电压变换电路输出电压的大小，使直流电压变换电路9的引出端子93、 94输出稳定的直流 电。这种串励直流电动机在外界力量的作用下持续转动时，利用直流电压变换电路9对电枢 绕组4两端的感应电压升压，为励磁绕组3提供励磁电流，同时通过控制直流电压变换电路 9，调节直流电压变换电路输出电压的大小，从直流电压变换电路9的引出端于93、 94输出 稳定直流电的方法，就是本发明的串励直流电动机的发电方法。
本发明的直流电压变换电路9，是一种电压变换电路，可以是直流/直流变换电路，也可 以是直流/交流变换电路，其特征在于输入由两部分提供， 一部分为发电状态的串励直流电动 机电枢绕组4两端的感应电压，另一部分为励磁绕组3的励磁电流。作为制动应用时，其输
出能够在串励直流电动机需要制动时将能量转移出去，转移的对象应当能够在串励直流电动 机需要制动时吸收或消耗能量。因此转移的对象可以是电压源，比如串励直流电动机的输入 直流电压源1或外接蓄电池10，也可以是电阻或其他用电设备等；如果是电阻，则电路即可 以采用直流/直流变换电路，也可以采用直流/交流变换电路，输出电压根据电阻参数来确定； 如果转移的对象是电压源，就要求直流电压变换电路9的输出电压大于电压源电压，如果是 其他设备，直流电压变换电路9的输出根据其他设备要求而定。本发明的直流电压变换电路 9能够通过控制调节输出功率的大小，以便调节从串励直流电动机电枢绕组两端输出的电流 的大小，也就是电枢电流的大小，从而调节制动力矩的大小。作为发电应用时，直流电压变 换电路9是升压电路，其输出对外提供电力，同时为励磁电流提供电源，通过控制直流电压 变换电路9，来调节并稳定对外输出的电力。
串励直流电动机的反转，可以通过改变励磁绕组3中电流的方向，或改变电枢绕组4中 电流的方向实现，现有做法是在串励直流电动机控制器外利用接触器将励磁绕组3或电枢绕 组4的两端对调来实现。同时改变励磁绕组3中电流的方向和电枢绕组4中电流的方向，电 动机转向不变。专利文献4、 5、 6所述电路，串励直流电动机的反转是采用接触器来实现的。
本发明电路中，采用四只半导体开关和励磁绕组(或电枢绕组)组成H桥电路，如图6 和图9所示，通过控制四只半导体开关的开关状态，改变励磁绕组(或电枢绕组)中电流的 方向，实现了串励直流电动机的无机械触点反转控制。
采用本发明中的串励直流电动机控制电路和制动方法，针对不同的串励直流电动机，可 以制作出各种串励直流电动机驱动控制装置。
采用本发明中的串励直流电动机控制电路和发电方法，可以制作出用串励直流电动机发 电的装置。
本发明在串励直流电动机基本斩波驱动电路中，增加直流电压变换电路，同时采用四只 半导体开关和励磁绕组(或电枢绕组)组成H桥电路，不但实现了串励直流电动机在制动时 的能量回馈和再利用，而且实现了串励直流电动机的平稳启动、平滑调速、平滑制动和反转运行。


图1基本斩波驱动电路图
图2本发明的制动能量回馈到输入直流电压源的主电路结构图
图3本发明的另一种制动能量回馈到输入直流电压源的主电路结构图
图4本发明的带有二极管的励磁电路图
图5本发明的带有半导体开关的励磁电路图
图6本发明的由半导体开关和励磁绕组构成H桥电路的励磁电路图 图7本发明的带有二极管的电枢电路图 图8本发明的带有半导体开关的电枢电路图
图9本发明的由半导体开关和电枢绕组构成H桥电路的电枢电路图
图10本发明的电感升压的直流电压变换电路图
图11本发明的另一种电感升压的直流电压变换电路图
图12本发明的一种变压器升压的直流电压变换电路图
图13本发明的另一种变压器升压的直流电压变换电路图
图14本发明的具有反转、回馈制动的串励直流电动机控制电路图
图15本发明的另一种具有反转、回馈制动的串励直流电动机控制电路图
图16本发明的具有回馈制动的串励直流电动机控制电路图
图17本发明的另一种具有回馈制动的串励直流电动机控制电路图
图18本发明的具有变压器的回馈制动串励直流电动机控制电路图
图19本发明的具有变压器的反转、回馈制动串励直流电动机控制电路图
图20本发明的一种将制动能量为外接蓄电池充电的主电路结构图
图21本发明的另一种将制动能量为外接蓄电池充电的主电路结构图
图中l.输入直流电压源，2.输入电容，3.励磁绕组，4.电枢绕组，5.电感，6.变压器，
7.励磁电路，8.电枢电路，9.直流电压变换电路，IO.蓄电池，11、 12、 13、 14、 15、 16、 17.
二极管，21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、 28、 29、 30、 31.半导体开关，
具体实施例方式
本发明中的半导体开关，是指全控型电力电子器件，包括功率晶体管(GTR)、场效应晶体 管(M0SFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT),带有反并联二极管，如果不带有反并联二极管，在 应用中要外接反并联二极管。为了叙述方便，本发明将半导体开关的引出端子定义如下功 率晶体管(GTR)的集电极、场效应晶体管(MOSFET)的漏极、绝缘栅双极晶体管(IGBT)的集电极 或其他全控型电力电子器件的相应功能端子，定义为半导体开关的1极。功率晶体管(GTR) 的发射极、场效应晶体管(M0SFET)的源极、绝缘栅双极晶体管(IGBT)的发射极或其他全控型 电力电子器件的相应功能端子，定义为半导体开关的2极。功率晶体管(GTR)的基极、场效应晶体管(MOSFET)的门极、绝缘栅双极晶体管(IGBT)的门极或其他全控型电力电子器件的相应 功能端子，定义为半导体开关的3极。
在实际应用电路中，半导体开关带有反并联二极管，本发明中和半导体开关反并联的外 接二极管可以不用，比如和半导体开关25并联的二极管13、和半导体开关27并联的二极管 16可以不用。
图1是串励直流电动机基本斩波驱动电路示意图。图1由串励直流电动机的励磁绕组3、 电枢绕组4、半导体开关25、 二极管ll、 二极管12、输入电容2和直流电压1组成。励磁绕 组3的一端与输入直流电压源1的正极、电容2的正极、二极管11的阴极连接，励磁绕组3 的另一端与电枢绕组4的一端、二极管ll的阳极、二极管12的阴极连接，电枢绕组4的另 一端和半导体开关25的1极、二极管12的阳极连接，半导体开关的25的2极与输入直流电 压源1的负极、输入电容2的负极连接。电路工作时，半导体开关25工作在开关状态，由脉 冲宽度调制(PWM)信号驱动，半导体开关25开通时，电流从输入直流电压源1的正极，经 励磁绕组3、电枢绕组4、半导体开关25回到输入直流电压源1负极，串励直流电动机启动 或运转；半导体开关25断开时，励磁绕组3中的电流经过二极管11续流，电枢绕组4中的 电流经过二极管12续流。通过调节半导体开关25在每个开关周期的导通时间，也就是导通 时间占开关周期的比例(占空比)，就可以实现串励直流电动机调速的目的。基本的直流斩波 调速电路，只能实现串励直流电动机的的启动和调速，没有反转功能和能量回馈制动功能。
以上描述的基本的直流斩波调速电路结构可划分为两个部分，第一部分为励磁电路7， 由励磁绕组3和二极管11组成，第二部分为电枢电路8，由电枢绕组4、 二极管12和半导体 开关25组成。励磁电路7和电枢电路8串联构成串励直流电动机基本斩波驱动电路结构图， 如图l所示。
本发明的主电路结构由励磁电路7、电枢电路8和直流电压变换电路9三部分构成，如 图2电路、图3电路以及图20电路、图21电路所示。
图4、图5、图6是本发明的励磁电路7的三种电路示意图。
图4电路由励磁绕组3和二极管11并联组成，励磁绕组3的一端与二极管11的阴极连 接后引出为励磁电路7的引出端子71,励磁绕组3的另一端与二极管11的阳极连接后引出 为励磁电路7的引出端子72。
图5电路由励磁绕组3、 二极管ll、 二极管16、半导体开关27组成。半导体开关27的 1极与二极管16的阴极连接后引出为励磁电路7的引出端子71，半导体开关27的2极、二 极管16的阳极、二极管11的阴极与励磁绕组3的一端连接，励磁绕组3的另一端与二极管 11的阳极连接后引出为励磁电路7的引出端子72。
图6电路由励磁绕组3、 二极管17、半导体开关21、 22、 23、 24组成。二极管17的阴 极、半导体开关21的1极、半导体开关22的1极连接后引出为励磁电路7的引出端子71， 半导体开关21的2极、半导体开关23的1极和励磁绕组3的一端连接，半导体开关22的2极、半导体开关24的1极和励磁绕组3的另一端连接，二极管17的阳极、半导体开关23 的2极、半导体开关24的2极连接后引出为励磁电路7的引出端子72。
图4电路不带半导体开关，图5电路带有半导体开关；图6电路中由半导体开关21、 22、 23、 24和励磁绕组3构成H桥电路。图4电路、图5电路适用于不需要反转的串励直流电动 机控制电路，当需要串励直流电动机控制电路控制电动机反转时，采用图6电路。
图7、图8、图9是本发明的电枢电路8的三种电路示意图。
图7电路由电枢绕组4和二极管12并联组成，电枢绕组4的一端与二极管12的阴极连 接后引出为电枢电路8的引出端子81,电枢绕组4的另一端与二极管12的阳极连接后引出 为电枢电路8的引出端子82。
图8电路由电枢绕组4、 二极管12、 二极管13、半导体开关25组成。电枢绕组4的一 端与二极管12的阴极连接后引出为电枢电路8的引出端子81，电枢绕组4的一端与半导体 开关25的1极、二极管12的阳极、二极管13的阴极连接，半导体开关25的2极与二极管 13的阳极连接后引出为电枢电路8的引出端子82。
图9电路由电枢绕组4、 二极管15、半导体开关28、 29、 30、 31组成。二极管15的阴 极、半导体开关28的1极、半导体开关29的l极连接后引出为电枢电路8的引出端子81, 半导体开关28的2极、半导体开关30的1极和电枢绕组4的一端连接，半导体开关29的2 极、半导体开关31的1极和电枢绕组4的另一端连接，二极管15的阳极、半导体开关30 的2极、半导体开关31的2极连接后引出为电枢电路8的引出端子82。
图7电路不带半导体开关，图8电路带有半导体开关，图9电路中由半导体开关28、 29、 30、 31和电枢绕组4构成H桥电路，当需要串励直流电动机控制电路控制电动机反转时，可 采用图9电路，采用图9电路时，就不用采用图6电路。需要控制电动机反转时，图6电路 和图9电路选其中之一就可以。
图10、图ll、图12、图13是本发明的直流电压变换电路9的四种电路示意图，直流电 压变换电路9还可以采用其他电压变换电路，这里不再画出。
图10电路由电感5、 二极管14、半导体开关26组成。电感5的一端引出为直流电压变 换电路9的引出端子91， 二极管14的阴极引出为直流电压变换电路9的引出端子93，电感 5的另一端与二极管14的阳极、半导体开关26的1极连接，半导体开关26的2极引出两个 端子分别作为直流电压变换电路9的引出端子92和94。
图11电路由电感5、 二极管14、半导体开关26组成。半导体开关26的l极引出两个端 子分别作为直流电压变换电路9的引出端子91和93,电感5的一端与二极管14的阴极、半 导体开关26的2极连接，电感5的另一端引出为直流电压变换电路9的引出端子92， 二极 管14的阳极引出为直流电压变换电路9的引出端子94。
图12电路由变压器6、 二极管14、半导体开关26组成。变压器有四个端子，原边两个 端子，副边两个端子。变压器6原边的一端引出为直流电压变换电路9的引出端子91， 二极管14的阴极引出为直流电压变换电路9的引出端子93，变压器6原边的另一端与半导体开 关26的1极连接，变压器6副边的一端与二极管14的阳极连接，变压器6副边的另一端引 出为直流电压变换电路9的引出端子94,半导体开关26的2极引出为直流电压变换电路9 的引出端子92。引出为91的变压器6原边端子与引出为94的变压器副边端子为变压器同名 端，连接半导体开关26的1极的变压器6原边端子与连接二极管14的阳极的变压器副边端 子为变压器同名端。
图13电路由变压器6、 二极管14、半导体开关26组成，变压器有四个端子，原边两个 端子，副边两个端子。变压器6原边的一端引出为直流电压变换电路9的引出端子92， 二极 管14的阳极引出为直流电压变换电路9的引出端子94,变压器6原边的另一端与半导体开 关26的2极连接，变压器6副边的一端与二极管14的阴极连接，变压器6副边的另一端引 出为直流电压变换电路9的引出端子93，半导体开关26的1极引出为直流电压变换电路9 的引出端子91。引出为92的变压器6原边端子与引出为93的变压器副边端子为变压器同名 端，连接半导体开关26的2极的变压器6原边端子与连接二极管14的阴极的变压器副边端 子为变压器同名端。
图10电路、图11电路的输入端子91和92与输出端子93和94不隔离，图12电路、图 13电路的输入端子91和92与输出端子93和94通过变压器隔离，可用在需要将直流电压变 换电路9的输出与直流电压1隔离的情况下。图11电路和图10电路互为镜像电路，电路功 能完全相同。图13电路与图12电路互为镜像电路，电路功能完全相同。
本说明书只列出图IO、图ll、图12、图13四种直流电压变换电路9的示意图，其他形 式的直流电压变换电路也可以作为本发明的直流电压变换电路9，用在本发明电路中都可以 实现将制动时串励直流电动机的能量变换输出的目的，从而实现串励直流电动机的制动。直 流电压变换电路9的输出，如果作为能量回馈应用将能量回馈到输入电压源1，则应采用升 压直流电压变换电路，为外接蓄电池10充电，则根据外接蓄电池的情况选择直流电压变换电 路结构。
通过在图2 (或图20)、图3 (或图21)两种主电路结构选取主电路结构，在图4、图5、 图6三种电路中选取励磁电路7，在图7、图8、图9三种电路中选取电枢电路8，在图IO、 图ll、图12、图13四种电路中选取直流电压变换电路9，来说明本发明的具体实施电路。
选取按照下列原则因为主图2 (或图20)和图3 (或图21)互为镜像电路，直流电压 变换电路9的图10和图11互为镜像电路，直流电压变换电路9的图12和图13互为镜像电 路，主电路选图2 (或图20)电路，对应的直流电压变换电路9只能选图IO电路和图12电 路，主电路选图3 (或图21)电路，对应的直流电压变换电路9只能选图11电路和图13电 路。励磁电路7的图4电路和电枢电路8的图7电路因为都不带半导体开关，不能同时选取， 因为同时选取就不能对电动机进行有效的控制。在将制动能量回馈到输入电压源1时，为了 防止回馈能量直接加在励磁绕组3两端，选没有变压器隔离的直流电压变换电路9的图10电路和图11电路，励磁电路7不能选不带半导体开关的图4电路，应当选带半导体开关的图 5电路或图6电路，以便在制动能量回馈到输入电压源1时，通过断开励磁电路7中的半导 体开关，使回馈能量不能直接加在励磁绕组3两端。如果不是将制动能量回馈到输入电压源 1而是为蓄电池10充电，则选图10电路和图11电路作为直流电压变换电路9可以选不带半 导体开关的图4电路作为励磁电路7。励磁电路7的图6电路和电枢电路8的图9电路的作 用是让电动机反转的，选其中一个就可以实现电动机反转功能。这样选取后，本发明在将制 动能量回馈到输入电压源1时可以通过以下24种电路实现，如果将制动能量输出为蓄电池 IO充电，本发明可以有28种电路。本发明电路中直流电压变换电路9也可以用图10、图11、 图12、图13以外的其他直流电压变换电路9，采用其他直流电压变换电路9的本发明电路这 里不再列出。
具体实施电路l.由图2 (或图20)电路、图4电路、图8电路、图12电路构成。 具体实施电路2.由图2(或图20)电路、图4电路、图9电路、图12电路构成。 具体实施电路3.由图2 (或图20)电路、图5电路、图7电路、图10电路构成-
是图16电路图。
具体实施电路4.由图2 (或图20)电路
是图18电路图。
具体实施电路5.由图2 (或图20)电路 具体实施电路6.由图2 (或图20)电路 具体实施电路7.由图2 (或图20)电路 具体实施电路8.由图2 (或图20)电路 具体实施电路9.由图2 (或图20)电路 具体实施电路IO. 具体实施电路ll.
就是图14电路图。
也就
图5电路、图7电路、图12电路构成。也就
图5电路、图8电路、图10电路构成。 图5电路、图8电路、图12电路构成。 图5电路、图9电路、图10电路构成。 图5电路、图9电路、图12电路构成。 图6电路、图7电路、图10电路构成。
由图2 (或图20)电路、图6电路、图7电路、 由图2 (或图20)电路、图6电路、图8电路、
图12电路构成。 图10电路构成。
也
具体实施电路12. 就是图19电路图。
具体实施电路13.
具体实施电路14.
具体实施电路15. 就是图17电路图。
具体实施电路16.
具体实施电路17.
具体实施电路18.
具体实施电路19.
由图2 (或图20)电路、图6电路、图8电路、图12电路构成。也
由图3 (或图21)电路、图4电路、图8电路、 由图3 (或图21)电路、图4电路、图9电路、 由图3 (或图21)电路、图5电路、图7电路、
由图3 (或图21)电路、图5电路、图7电路、 由图3 (或图21)电路、图5电路、图8电路、 由图3 (或图21)电路、图5电路、图8电路、 由图3 (或图21)电路、图5电路、图9电路、
图13电路构成。 图13电路构成。 图11电路构成。
图13电路构成。 图11电路构成。 图13电路构成。 图11电路构成。
也具体实施电路20. 具体实施电路21. 具体实施电路22. 具体实施电路23. 就是图15电路图。 具体实施电路24. 具体实施电路25. 具体实施电路26. 具体实施电路27.
由图3 (或图21)电路、图5电路、图9电路、图13电路构成。 由图3 (或图21)电路、图6电路、图7电路、图11电路构成。 由图3 (或图21)电路、图6电路、图7电路、图13电路构成。 由图3 (或图21)电路、图6电路、图8电路、图11电路构成。也
由图3 (或图21)电路、图6电路、图8电路、图13电路构成。 由图20电路、图4电路、图8电路、图10电路构成。 由图20电路、图4电路、图9电路、图10电路构成。 由图21电路、图4电路、图8电路、图ll电路构成。 具体实施电路28.由图21电路、图4电路、图9电路、图11电路构成。 本发明的28种具体实施电路，都具有能量再利用制动功能，其中具体实施电路l到具体 实施电路24用在将制动能量回馈到输入直流电压源1的情况下，其中具体实施电路1到具体 实施电路24也可用在将串励直流电动机用做发电时的电路，具体实施电路25到具体实施电 路28不适合于将制动能量回馈到输入直流电压源1的应用，28种具体实施电路都可以用在 将制动能量输出给外接蓄电池10充电。
采用本发明中的28种具体实施电路和制动方法，针对不同的串励直流电动机，可以制作 出各种串励直流电动机驱动控制装置。
采用本发明中的具体实施电路l到具体实施电路24和发电方法，可以制作出用串励直流 电动机发电的装置。
图14是本发明具有调速、反转和能量回馈制动功能的串励直流电动机控制电路图。图 14电路是由图2电路、图6电路、图8电路和图10电路组成(具体实施电路11)。图15电 路是由图3电路、图6电路、图8电路和图11电路组成的的本发明电路(具体实施电路23)。 图15电路与图14电路互为镜像电路，电路功能完全相同。
图16是本发明具有调速和能量回馈制动功能的串励直流电动机控制电路图，电路没有反 转功能。图16电路是由图2电路、图5电路、图7电路和图10电路组成(具体实施电路3)。 图17电路是由图3电路、图5电路、图7电路和图11电路组成的本发明电路(具体实施电 路15)。图17电路与图16电路互为镜像电路，电路功能完全相同。
图18电路具有调速和能量回馈制动功能，电路没有反转功能。图18电路是由图2电路、 图5电路、图7电路和图12电路组成的本发明电路(具体实施电路4)，其中直流电压变换 电路9的图12电路带有变压器隔离。图19电路具有调速、反转和能量回馈制动功能，图19 电路是由图2电路、图6电路、图8电路和图12电路组成的本发明电路(具体实施电路12)， 其图12电路的直流电压变换电路9中带有变压器隔离。
除了上面图l4、图l5、图16、图17、图18和图19列举的六种具体实施电路图外，本 发明的其余22种具体实施电路图不再单独画出。下面以具体实施电路ll，也就是图14具有反转、回馈制动的串励直流电动机控制电路 图为例，具体说明本发明电路的工作过程，本发明中的其余27种电路，可做类似分析。
如图14所示，电路工作时，励磁绕组3和半导体开关21、 22、 23、 24组成的H桥励磁 电路7中，要么半导体开关21、 24导通，半导体开关22、 23关断，要么半导体开关22、 22 导通，半导体开关22、 24关断，这两种状态，决定了励磁绕组3中励磁电流的方向，通过对 半导体开关21、 22、 23、 24的控制，就可以改变励磁绕组3中励磁电流的方向，从而改变串 励直流电动机的转动方向，实现反转功能。
电路工作时，当需要串励直流电动机启动运转时，半导体开关21、 24(或22、 23)导通， 半导体开关22、 23 (或21、 24)关断，选定串励直流电动机的转动方向，半导体开关26关 断，半导体开关25工作在开关状态，由脉冲宽度调制(PWM)信号驱动。半导体开关25开通 时，电流从输入直流电压源1的正极，经励磁电路7中的半导体开关21 (或22)、励磁绕组 3、半导体开关24 (或23)，电枢电路8中的电枢绕组4、半导体开关25回到输入直流电压 源l的负极，串励直流电动机启动运转；半导体开关25断开时，在没有改变电动机转动方向 的情况下，半导体开关21、 24 (或22、 23)保持导通，半导体开关22、 23 (或21、 24)保 持关断，励磁绕组3中的励磁电流通过励磁电路7中的半导体开关21、 24 (或22、 23)、半 导体开关22、 23 (或21、 24)的反并联二极管以及二极管17续流，电枢绕组4中的电流通 过二极管12续流。通过调节半导体开关25在每个开关周期的导通时间，也就是导通时间占 开关周期的比例(占空比)，就可以实现串励直流电动机调速的目的，半导体开关25导通占 空比越大，串励直流电动机转动力矩和速度越大，反之越小。
电路工作时，当串励直流电动机在转动状态需要制动时，半导体开关25断开，在没有改 变电动机转动方向的情况下，半导体开关21、 24 (或22、 23)保持导通，半导体开关22、 23 (或21、 24)保持关断，励磁绕组3中原有的电流通过励磁电路7中的半导体开关21、 24 (或22、 23)、半导体开关22、 23 (或21、 24)的反并联二极管以及二极管17续流。半导 体开关26工作在开关状态，由脉冲宽度调制(PWM)信号驱动。由于串励直流电动机在转动 状态，在励磁电流的作用下，串励直流电动机处于发电状态，串励直流电动机的机械能通过 电枢绕组4转换为电能。如果没有续流励磁电流，半导体开关26开通时，电流从输入直流电 压源l的正极，经励磁电路7中的半导体开关21 (或22)、励磁绕组3、半导体开关24 (或 23),经电感5、半导体开关26回到输入直流电压源1的负极，产生励磁电流。如果没有续 流，也没有输入直流电压源1,在串励直流电动机中剩磁的作用下，转动中的串励直流电动 机，电枢绕组两端会产生感应电压。当电枢绕组两端有电压时，电流从电枢绕组4靠近励磁 绕组的一端，经电感5、半导体开关26、 二极管13 (或半导体开关25的反并联二极管)回 到电枢绕组4的另一端，同时串励直流电动机的机械能通过电枢绕组4转换的电能存lt在电 感5中。半导体开关26关断时，电流从电枢绕组4靠近励磁绕组的一端，经电感5、 二极管 14、输入直流电压源1的正极、输入直流电压源1的负极、二极管13 (或半导体开关25的反并联二极管)回到电枢绕组4的另一端，使电枢绕组4中的电能和存贮在电感5中的电能 共同向输入直流电压源1输送，实现能量回馈。半导体开关26关断时，电感5中的能量释放， 电流从电感5连接半导体开关26的一端，经过二极管14、半导体开关21 (或22)、励磁绕 组3、半导体开关24 (或23)，回到电感5的另一端，致使励磁绕组中的励磁电流急剧增大， 串励直流电动机快速制动，造成制动不易控制，而且损失回馈能量，造成半导体开关21 (或
22) 、半导体开关24 (或23)中的电流急剧增大，为了防止这种情况发生，在没有改变电动 机转动方向的情况下，半导体开关22、 23 (或21、 24)继续保持关断，半导体开关21、 24
(或22、 23)任一只保持导通，给励磁绕组3提供续流通路，半导体开关21、 24 (或22、
23) 的另一只关断，阻断电感5的能量直接加在励磁绕组3两端。在半导体开关26开通和关 断过程中电枢绕组4中的电流，与半导体开关25开通时电枢绕组4中的电流方向相反，从而 实现串励直流电动机制动减速。通过调节半导体开关26在每个开关周期的导通时间，也就是 导通时间占开关周期的比例(占空比)，就可以实现调节串励直流电动机回馈制动能量大小的 目的，半导体开关26导通占空比越大，回馈制动效果越大，反之越小。在这个过程中，如果 串励直流电动机在外力的作用下保持转动，断开输入直流输入电源，从电容2两端引出，串 励直流电动机就作为发电机向外提供电源，通过调节半导体开关26在每个开关周期的导通时 间，也就是导通时间占开关周期的比例(占空比)，就可以调节并稳定电容2两端的电压。
采用图14电路制作50KW具有反转、回馈制动的串励直流电动机驱动控制装置，输入直 流电压源1为250V直流电源。半导体开关21、 22、 23、 24、 25、 26采用IGBT模块。半导体 开关21和23为一个IGBT模块，半导体开关22和24为一个IGBT模块，采用日本三菱公司 的电流400A电压600V的CM400DY-12NF模块。半导体开关25和26为德国西门子公司的电 流400A电压1200V的BSM400GA120DLC模块。二极管17、 12、 13、 14用德国IXYS公司的 DSEI2X101-12A模块,每只DSEI2X101-12A有两个91A1200V二极管，二极管17、 12、 13、 14 均用两只DSEI2X101-12A模块，并联电流为364A。电感5为电感量为400uH，可通过电流200A 电流的电感。按照上面具体实施方法中对电路中半导体开关的3极进行驱动控制，不但实现 了串励直流电动机的平稳启动、平滑调速、平滑制动和反转运行，而且可以实现了串励直流 电动机在制动时的能量回馈和再利用。在串励直流电动机转动时，如果输入直流电压源突然 断电，通过控制，使电路处于发电机状态，将制动能量反馈回来作为输入直流电压源，可以 保证在断电情况下，只要串励直流电动机在转动，就可以对串励直流电动机实行有效的控制, 可以进行平滑制动操作，或保持惯性运行。电路结构简单合理、节能效果显著。
如果没有输入直流电源源1，串励直流电动机在外力作用下持续转动时，本装置就是串 励直流电动机发电装置，从电容2两端向外提供电源。
权利要求
1. 串励直流电动机控制电路，控制串励直流电动机启动、调速、反转和制动，其特征在于电路由包含电动机励磁绕组(3)的励磁电路(7)、包含电动机电枢绕组(4)的电枢电路(8)和包含电感或变压器及半导体开关的直流电压变换电路(9)三部分组成，励磁电路(7)有两个引出端子，电枢电路(8)有两个引出端子，励磁电路(7)和电枢电路(8)串联连接后接在输入直流电压源(1)两端，直流电压变换电路(9)有四个引出端子，两个输入引出端子，两个输出引出端子，两个输入引出端子分别与电枢电路(8)的两个引出端子连接，其中直流电压变换电路(9)的一个输入端子连接在励磁电路(7)和电枢电路(8)串联连接点上。
2. —种串励直流电动机制动方法，其特征在于采用权利要求l所述的控制电路，当串励直流 电动机在转动状态需要制动时，利用输入直流电压源(1)或外接电源、或励磁绕组(3) 中的续流电流建立励磁磁场，或利用电动机中的剩磁，从而使转动的串励直流电动机电枢 绕组(4)两端产生感应电压，将电枢绕组(4)两端的感应电压，利用直流电压变换电路(9)进行电压变换后引出放电，来实现串励直流电动机的制动，通过控制直流电压变换 电路(9)来调节制动力矩的大小。
3. —种串励直流电动机发电方法，其特征在于采用权利要求l所述的控制电路，当串励直流 电动机在外界力量的作用下转动时，利用输入直流电压源(1)或外接电源、或励磁绕组(3)中的续流电流建立励磁磁场，或利用串励直流电动机中的剩磁，从而使转动的串励 直流电动机电枢绕组(4)两端产生感应电电压，将电枢绕组(4)两端的感应电压，利用 直流电压变换电路(9)进行电压变换后分两路输出， 一路反馈回来为励磁绕组(3)提供 励磁电流，另一路作为发电输出，通过控制直流电压变换电路(9)来调节并稳定发电输 出。
4. 串励直流电动机控制装置，其特征在于釆用权利要求1所述的控制电路和权利要求2所述 的制动方法。
5. 串励直流电动机发电装置，其特征在于采用权利要求1所述的控制电路和权利要求3所述 的发电方法。
6. 根据权利要求l、 2、 3所述的串励直流电动机控制电路及制动方法和发电方法，直流电压 变换电路(9)的特征在于输入有两部分， 一部分为电枢绕组(4)两端的感应电压，另一 部分为励磁绕组(3)的励磁电流。
7. 根据权利要求1所述的串励直流电动机控制电路，励磁电路(7)包含励磁绕组(3)、 二 极管、半导体开关，其中半导体开关和励磁绕组(3)组成H桥电路。
8.根据权利要求1所述的串励直流电动机控制电路，电枢电路(8)包含电枢绕组(4)、 二 极管、半导体开关，其中半导体开关和电枢绕组(4)成H桥电路。
9.根据权利要求4所述的串励直流电动机控制装置，串励直流电动机在转动时突然断电，通 过自身发电仍然可以对串励直流电动机实行有效控制。
全文摘要
直流电动机控制电路、制动方法、发电方法及装置，涉及串励直流电动机的启动、调速、制动和反转的问题。控制电路包括励磁电路(7)、电枢电路(8)和直流电压变换电路(9)三部分。具有制动能量再利用、反转控制无机械触点的特点。制动方法是一种制动能量再利用的方法。发电方法是利用串励直流电动机转动来发电。本发明的装置实现了串励直流电动机的平稳启动、平滑调速、平滑制动和反转运行，而且将制动时的能量回馈或再利用，断电时只要串励直流电动机在转动，就可以对其实行有效的控制。没有输入电源，如果串励直流电动机在外力作用下持续转动，本装置就是串励直流电动机的发电装置，可以对外提供电源。
文档编号H02P3/08GK101425771SQ20081014238
公开日2009年5月6日 申请日期2008年8月18日 优先权日2008年8月18日
发明者王创社 申请人:王创社