一种直流他励电机的控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机控制领域，具体涉及一种直流他励电机的控制电路。
【背景技术】
[0002]在直流电机中，根据励磁方式分，可以分为他励、串励、复励和永磁等形式，他励电机作为直流电机中重要的一个分支，广泛应用于工业生产中。直流他励电机与其他直流电机最显著的不同就是其电枢线圈和励磁线圈分别用不同的电源供电，正是由于这种励磁形式使其具有优越的调速性能和机械特性。
[0003]而目前的直流他励电机的控制电路要么结构简单无法充分发挥其调速性能和机械性能，要么结构十分复杂使控制器成本较高。现有直流他励电机控制器起动与制动过程中电源侧电压波动较大；起动转矩不足，爬坡能力较弱；可靠性不高。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种直流他励电机的控制电路，以解决现有直流他励电机控制电路起动与制动过程中电源侧电压波动较大；起动转矩不足，爬坡能力较弱，可靠性不高的问题。
[0005]为解决以上问题，提供如下方案:
方案一:一种直流他励电机的控制电路，包括控制电路和主电路，所述控制电路包括dsPIC30F4011芯片、电源模块、主接触器驱动模块、过压保护模块、过流保护模块、电压检测模块、电流检测模块，各模块彼此电连接；所述主电路板包括电枢驱动模块、励磁驱动模块及用来检测电枢电流和励磁电流的电流传感器。
工作原理:打开开关，控制电路上电，在完成对dsPIC30F4011芯片的初始化以后，首先对电枢驱动模块、励磁模块、主接触器驱动模块进行上电自检，排除故障。上电自检完成后等待操作者选择电机运行档位，档位选择后主接触器驱动模块通电工作。在直流他励电机工作过程中，过压保护模块、过流保护模块、电压检测模块和电流检测模块随时监测直流他励电机的运行状况，若出现故障，如过压、过流、温度过高过低等状况时，及时停止工作，以防止控制电路损坏或直流他励电机故障状态下运行发生危险状况。主电路中用来检测电枢电流和励磁电流的电流传感器也随时监测电枢驱动模块和励磁驱动模块，当发生电枢过流、励磁丢失的情况时，能够及时反馈回dsPIC304F4011芯片，使直流他励电机及时停止工作。
[0006]与现有技术相比，本发明的有益效果是:1.采用dsPIC30F4011芯片能够充分发挥芯片自身的优势，为直流他励电机的控制提供专业的控制电路，能够充分发挥直流他励电机的控制电路的调速性能和机械性能。2.通过电压、电流检测模块能够及时将电路情况反馈到过压和过流保护模块，在出现异常情况时及时反馈并处理，可以有效解决直流他励电机控制器起动与制动过程中电源侧电压波动较大的问题。3.运用电流传感器来检测电枢电流和励磁电流，增强了电流检测的及时性和灵敏性，使直流他励电机的控制电路能够根据各个电路模块反馈回来的电机的运转情况及时调整，解决了起动转矩不足，爬坡能力较弱的问题，使直流他励电机的可靠性增加。
[0007]方案二:在方案一的基础上进一步，所述主接触器驱动模块包括电源和与电源正极连接的主接触器和钥匙开关；所述主接触器两端并联用来减小浪涌电流的第二电阻；所述钥匙开关分别与主接触线圈和起反向极性保护作用的第七二极管串联；所述主接触器和所述电源负极之间连接用来稳定电压的滤波电容，采用此电路能够为主电路提供稳定可靠的驱动信号，解决了起动转矩不足，爬坡能力较弱的问题。
[0008]方案三:在方案二的基础上进一步，所述电枢驱动模块包括电枢绕组、与电枢绕组并联的第一 MOSFET管、与电枢绕组串联的第二 MOSFET管、与电枢绕组并联的第一二极管、与电枢绕组串联的第二二极管以及与电枢绕组并联的第一电容和第一电阻；所述第一电容和所述第一电阻串联，用来稳定电枢电流；所述第一二极管和第二二极管用来控制电枢电流的转向，能够使电枢快速反向，且尽可能减少元器件损耗，充分发挥了直流他励电机的控制电路的调速性能和机械性能。
[0009]方案四:在方案三的基础上进一步，所述励磁驱动模块包括励磁线圈、与励磁线圈串联的第三MOSFET管和第六MOSFET管、与励磁线圈串联的第四MOSFET管和第五MOSFET管、与励磁线圈串联的第三二极管和第六二极管以及与励磁线圈串联的第四二极管和第五二极管；所述第三MOSFET管和第五MOSFET管、所述第四MOSFET管和第六MOSFET管、所述第三二极管和第五二极管以及所述第四二极管和第六二极管均串联，提供稳定的励磁信号，使直流他励电机能再制动和电动中自如转换，充分发挥了直流他励电机的控制电路的调速性能和机械性能，减小起动与制动过程中电源侧电压波动。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的说明:
图1为本发明实施例的硬件框图；
图2为本发明实施例的主接触器驱动电路图；
图3为本发明实施例的电枢驱动模块电路图；
图4为本发明实施例的励磁驱动模块的电路图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
[0012]图中附图标记为:钥匙开关K、主接触器KM、主接触线圈L2、第二电阻R2、第七二极管D7、滤波电容C3、励磁线圈L1、电枢绕组M、第一 MOSFET管Tl、第二 MOSFET管T2、第三MOSFET 管 T3、第四 MOSFET 管 T4、第五 MOSFET 管 T5、第六 MOSFET 管 T6。
[0013]本实施例采用蓄电池电压为48V，采用的驱动电机的参数为:额定功率4KW，额定电压48V，额定电流104A，额定转速2800r/min，F级绝缘，断续工作模式下允许以额定电流运行60mino
[0014]如图1所示，一种直流他励电机的控制电路，包括控制电路和主电路，控制电路包括dsPIC30F4011芯片、电源模块、主接触器驱动模块、过压保护模块、过流保护模块、电压检测模块、电流检测模块，各模块彼此电连接；主电路板包括电枢驱动模块、励磁驱动模块及用来检测电枢电流和励磁电流的电流传感器。
[0015]如图2所示，该直流他励电机控制器的钥匙开关K为上电开关，钥匙开关K闭合后控制电路上电，主控芯片dsPIC30F4011及各个控制电路模块开始工作。根据选定的蓄电池和驱动电机使主电路中需要通过的电流最高达400A，主接触器KM为主电路部分的开关。由控制电路输出的驱动信