电机制动能量实时供给直流负载的控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工业控制领域，涉及一种电路，特别涉及一种将电机制动能量实时供 给直流负载的控制电路，适用于含有直流用电负载的机电装备中，可将电机制动能量实时 地供给直流用电负载以实现节能控制的场合。
【背景技术】
[0002] 在以电机为动力驱动的生产机电装备中，要使生产机械实现迅速降速或停车控 制，则需将电机制动能量迅速地从轴上转移开。在基于电力电子调速装置的电机驱动控制 系统中，目前常用的制动能量处理方案有：一是能耗法，通过实时监测调速装置中的直流母 线电压并与系统运行指令相结合，当判断出电机处于制动时，即在调速装置的直流母线处 自动接入大功率制动电阻，使制动能量都消耗在该制动电阻上；二是回馈法，在调速装置的 直流母线侧反并联一套电力电子有源逆变装置，当系统判断出电机处于制动时，即启动该 逆变装置将电机制动能量回馈到电网中，实现节能控制；三是超级电容存储法，利用超级电 容组的充电电路，将电机制动能量存储到超级电容组中。现有方案的不足之处在于：一、能 耗法虽是目前中小型电机系统最常用的方法，但将制动能量全部消耗在制动电阻的发热损 失上；二、回馈法虽能将大部分电机制动能量回馈到电网中以实现节能，但附加的有源逆变 装置体积大、投资高，在中小容量电机系统中，投入回收慢；三、超级电容存储法因单只超级 电容的额定电压不高，而直流母线侧电压一般都较高，则通过串联、并联组合后的超级电容 组装置体积大，成本高，且蓄能有限。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提出一种将电机制动能量实时供给直 流负载的控制电路。因在大多数机电装备中，除了电机外，还有很多别的直流用电负载，该 发明电路能在电机制动时，自动将电机制动能量直接转化给这类直流用电负载供电，而在 电机的电动运行时，自动关闭该转化电路，是一种高效节能、低成本的电机制动能量自动实 时调度利用的节能控制电路。
[0004] 本发明包括电机主控电路、制动能量DC/DC调度电路。
[0005] 电机主控电路包括整流模块PR1、功率模块PM1、AC/DC模块PW1、电机控制器CU1、 直流负载DL1、电机M1、编码器PG1、制动管VT1、整流电感L1、整流电容C1、检测电容C2、上 分压电阻R1、下分压电阻R2,整流模块PR1的A相输入端A端与电源A相端U端、AC/DC模 块PW1的火线端L端连接，整流模块PR1的B相输入端B端与电源B相端V端连接，整流模 块PR1的C相输入端C端与电源C相端W端连接，整流模块PR1的零线端N端与电源零线 端N端、AC/DC模块PW1的零线端N端连接，整流模块PR1的正输出端OUT+端与整流电感 L1的一端连接，整流模块PR1的负输出端OUT-端与整流电容C1的负端、检测电容C2的一 端、下分压电阻R2的一端、制动管VT1的源极e端、功率模块PM1的负输入端IN-端连接， 整流电容C1的正端与整流电感L1的另一端、上分压电阻R1的一端、功率模块PM1的正输 入端IN+端、缓冲电感L2的一端、续流二极管D1的阴极连接，上分压电阻R1的另一端与下 分压电阻R2的另一端、检测电容C2的另一端、电机控制器⑶1的电压输入端AD1端连接， 电机控制器CU1的制动控制端Z01端与制动管VT1的栅极g端连接，电机控制器CU1的驱 动控制口 D01 口与功率模块PM1的驱动输入口 GC 口连接，功率模块PM1的输出端OUT端与 电机Ml的定子端连接，电机Ml与编码器PG1同轴安装，编码器PG1的输出信号端与电机控 制器⑶1的反馈端PI1端连接，AC/DC模块PW1的正输出端+V端与下选通二极管D3的阳 极连接。
[0006] 制动能量DC/DC调度电路包括DC/DC模块PW2、续流二极管D1、上选通二极管D2、 下选通二极管D3、缓冲电感L2、缓冲电容C3、输出电容C4，DC/DC模块PW2的正输入端IN+ 端与缓冲电感L2的另一端、缓冲电容C3的正端连接，DC/DC模块PW2的负输入端IN-端与 缓冲电容C3的负端、续流二极管D1的阳极、制动管VT1的漏极c端连接，DC/DC模块PW2的 输出端+V端与上选通二极管D2的阳极连接，上选通二极管D2的阴极与下选通二极管D3 的阴极、输出电容C4的正端、直流负载DL1的正电源端+V端连接，DC/DC模块PW2的地端 GND端与AC/DC模块PW1的地端GND端、输出电容C4的负端、直流负载DL1的负电源端-V 端连接。
[0007] 本发明的有益效果如下： 本发明针对大多数机电装备中，除了电机外，还有很多别的直流用电负载，本发明能自 动地将电机制动能量经DC/DC变换后直接转化给这类直流用电负载供电，本发明的电机制 动能量转换利用效率高、节能效果好、成本低、应用便捷、可靠性高。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明的电路图。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0010] 如图1所示，电机制动能量实时供给直流负载的控制电路，包括电机主控电路、制 动能量DC/DC调度电路。
[0011] 电机主控电路包括整流模块PR1、功率模块PM1、AC/DC模块PW1、电机控制器CU1、 直流负载DL1、电机M1、编码器PG1、制动管VT1、整流电感L1、整流电容C1、检测电容C2、上 分压电阻R1、下分压电阻R2,整流模块PR1的A相输入端A端与电源A相端U端、AC/DC模 块PW1的火线端L端连接，整流模块PR1的B相输入端B端与电源B相端V端连接，整流模 块PR1的C相输入端C端与电源C相端W端连接，整流模块PR1的零线端N端与电源零线 端N端、AC/DC模块PW1的零线端N端连接，整流模块PR1的正输出端0UT+端与整流电感 L1的一端连接，整流模块PR1的负输出端OUT-端与整流电容C1的负端、检测电容C2的一 端、下分压电阻R2的一端、制动管VT1的源极e端、功率模块PM1的负输入端IN-端连接， 整流电容C1的正端与整流电感L1的另一端、上分压电阻R1的一端、功率模块PM1的正输 入端IN+端、缓冲电感L2的一端、续流二极管D1的阴极连接，上分压电阻R1的另一端与下 分压电阻R2的另一端、检测电容C2的另一端、电机控制器⑶1的电压输入端AD1端连接， 电机控制器CU1的制动控制端Z01端与制动管VT1的栅极g端连接，电机控制器CU1的驱 动控制口 D01 口与功率模块PM1的驱动输入口 GC