一种电路控制系统的制作方法_3

文档序号:10371449阅读:来源:国知局
个封闭环路的特性,存储模块213中应存储有至少两个控制参数组合,两个控制参数组合中的一个可以使被控电机实现其多个相绕组4连接为星型结构时的特性,另一个可以使被控电机实现其多个相绕组4连接为封闭环路时的特性;从而使得控制系统可通过调用不用的控制参数组合使被控电机在各相绕组4互不连接的情况下,实现现有技术中各相绕组4需连接为星型电路或封闭环路时才能实现的特性,并可在不改变各相绕组4连接状态的情况下随意在两种状态下切换。
[0076]所述解析模块212按照特定算法将控制参数组合解析为控制指令;所述驱动模块211根据控制指令控制所述H桥控制电路22中可控开关的通断,以实现对各相绕组4中电流大小及方向的控制。
[0077]优选的,所述H桥控制电路22中的可控开关为GTR、GT0、IGBT、SJT、M0SFET管或SCR,也可以是SiC IGBT,IGBT+SiC二极管,氮化镓IGBT等开关器件;可控开关的种类通常由相绕组4可达到的电流峰值决定。
[0078]进一步的,所述三个以上互不连接的相绕组4可以完全相同、部分相同或互不相同。
[0079]进一步的,所述控制参数组合中的各相绕组4目标电流大小及方向,与各相绕组4构成星型电路达到任一电路特性时,对应的该相绕组4中的电流大小及方向相同;或,
[0080]所述控制参数组合中的各相绕组4的目标电流大小及方向,与各相绕组4首尾相连组成封闭环路达到任一电路特性时,对应的该相绕组4的电流大小及方向相同。
[0081 ]具体的,以具有三个相绕组4的电机为例,三个相绕组4分别为第一相绕组4、第二相绕组4、第三相绕组4;三个相绕组4互不连接;
[0082]电机控制系统包括电源接口I及控制电路模块2;
[0083]三个互不连接的相绕组4通过控制电路模块2及电源接口I与电源连接;
[0084]如图10所示,所述控制电路模块2包括控制器21及三个H桥控制电路22;分别为第一H桥控制电路22、第二H桥控制电路22、第三H桥控制电路22;三个相绕组4分别单独连接一H桥控制电路22,即第一H桥控制电路22用于控制第一相绕组4中的电流大小及方向,第二H桥控制电路22用于控制第二相绕组4中的电流大小及方向,第三H桥控制电路22用于控制第三相绕组4中的电流大小及方向;实际应用中,如图5所示,可将三个H桥控制电路22并联后通过电源接口 I与电源连接,每个H桥控制电路22的两个输出端分别与对应相绕组4的两个端头连接;
[0085]所述控制器21包含存储模块213,存储模块213中存储有针对三个相绕组4的多个控制参数组合;所述控制器21通过控制H桥电路中可控开关的通断实现对各相绕组4中电流大小及方向的控制,以满足其当前选用的控制参数组合。
[0086]控制参数组合包括各相绕组4的目标电流大小及方向;众所周知的,要想区分各个不同的控制参数组合,每个控制参数组合中还应包括组合标记,该组合标记可以是序号、字符串、名称、该控制参数组合想要达到的目标电路特性、该控制参数组合想要达到的目的或其他任何能将任一个控制参数组合和其他控制参数组合区分开的标记,优选的,本实施例中,组合标记为被控电机的目标工作状态(即控制参数组合想要达到的目的),即根据想要被控电机达到的目标工作状态,调用存储模块213中对应的控制参数组合,解析模块212根据该控制参数组合中的各相绕组4的目标电流大小及方向按照指定算法计算出针对各个H桥控制电路22的控制指令,控制各个H桥控制电路22中可控开关的通断时间,进一步达到控制对应相绕组4中电流大小及方向的目的。
[0087]应注意的是,被控电机的每个相绕组4均包含两个端头,实际使用时,当想让被控电机工作在现有技术中相绕组4连接为星型结构才能实现的工作状态时,需要将每个相绕组4两个端头中的一个设定为中心端头,每个相绕组4均以中心端头为基准分辨电流方向;而,当想让被控电机工作在现有技术中相绕组4连接为封闭环路才能实现的工作状态时,将每个相绕组4的两个端头分别定义为首端头和尾端头,每个相绕组4均以首端头和尾端头为基准分辨电流方向;
[0088]S卩,将被控电机三个相绕组4的中心端头连接在一起形成中心节点0,从而使三个相绕组4组成星型电路结构(由三个相绕组4构成的星型电路结构又称Y型结构)时,被控电机所能实现的工作状态(或称为电机特性,包括转矩、功率等)与三个相绕组4中的电流大小及方向有直接关系,因此当本实用新型将三个相绕组4的电流大小及方向控制至目标值时,被控电机会体现出与三个相绕组4连接为星型电路结构,且各相绕组4具有同样的电流大小及方向时完全相同的工作状态(或电机特性)。
[0089]同样的,将各个相绕组4首尾相接(如第一相绕组4的首端头与第二相绕组4的尾端头连接,第二相绕组4的首端头与第三相绕组4的尾端头连接,第三相绕组4的首端头与第一相绕组4的尾端头连接)组成封闭环路电路(由三个相绕组4构成的封闭环路电路又称三角形电路)时,被控电机所能实现的工作状态(或称为电机特性,包括转矩、功率等)与三个相绕组4中的电流大小及方向有直接关系,因此当本实用新型控制系统将三个相绕组4的电流大小及方向控制至目标值时,被控电机会体现出与三个相绕组4连接为封闭环路,且各相绕组4具有同样的电流大小及方向时完全相同的工作状态(或电机特性)。
[0090]众所周知的,图8、图9为现有技术中典型的电机相绕组连接方式以及H桥控制电路控制结构图;由于现有技术中各个相绕组组成星型电路结构或封闭环路结构,因此其仅留出与相绕组个数相同的控制端口与控制电路模块连接;与现有技术不同的是,本实用新型中,电机中各相绕组互不连接,因此应用本实用新型提供的控制系统,电机需将各个相绕组的两个端头均留出,即,电机留有相绕组个数2倍的控制端口;同样以三相电机为例,如图8、
9、10所示,应用现有技术的电机留有3个控制端口与控制系统连接,而应用本实用新型提供的控制系统留有6个控制端口需控制系统连接。相应的,现有技术中,控制相绕组连接为星型结构或封闭环路结构的被控电机时,控制电路提供和被控电机相绕组数量相同的控制输出端口即可,而本实用新型中,需提供和被控电机相绕组数量2倍的控制输出端口才能完成对每个相绕组的单独控制。
[0091 ]实施例4:与实施例3不同点在于,本实施例中,如图6所示,所述控制电路模块2包括服务器、控制器21及与相绕组4数目相同的H桥控制电路22;所述H桥控制电路22与各相绕组4——对应连接;控制器21与各个H桥控制电路22连接;
[0092]所述服务器中设置有远程存储模块231,远程存储模块231中存储有被控电路的至少一个控制参数组合;
[0093]如图6所示,所述控制器21包含通信模块214、解析模块212及驱动模块211,所述通信模块214用于自服务器中接收所述控制参数组合;所述解析模块212按照特定算法将控制参数组合解析为控制指令;所述驱动模块211根据控制指令控制所述H桥控制电路22中可控开关的通断,以实现对各相绕组4中电流大小及方向的控制。
[0094]进一步的,所述服务器为物理服务器或云服务器。所述通信模块214为有线通信模块214或无线通信模块214;所述有线通信模块214为网线或电力载波通信模块214;所述无线通信模块214为WIFI模块、ZigBee模块、蓝牙模块、可见光通信模块214中的任一种。
[0095]优选的,所述H桥控制电路22中的可控开关为GTR、GT0、IGBT、SJT、M0SFET管或SCR,也可以是SiC IGBT,IGBT+SiC二极管,氮化镓IGBT等开关器件。
[0096]众所周知的,要想区分各个不同的控制参数组合,每个控制参数组合中还应包括组合标记,该组合标记可以是序号、字符串、名称、该控制参数组合想要达到的目标电路特性、该控制参数组合想要达到的目的或其他任何能将任一个控制参数组合和其他控制参数组合区分开的标记,优选的,本实施例中,组合标记为被控电机的目标工作状态(即控制参数组合想要达到的目的),即根据想要被控电机达到的目标工作状态;由于当被控电路的多个负载电路或被控电机的各相绕组数量及相对位置确定的前提下,目标电路特性或者说电机的目标工作状态与各相绕组(被控电路各负载电路)中的电流大小及方向存在—对应关系,因此可能在某些实施例中,控制参数组合中仅保存目标电路特性或电机的目标工作状态,控制器21通过固定的算法进一步推算出各项绕组(或负载电路)中的电流大小及方向;该情况应被视为与本实用新型专利保护范围之内;控制器21通过通信模块214自服务器远程调用远程存储模块231中对应的控制参数组合,解析模块212根据该控制参数组合中的各相绕组4的目标电流大小及方向,按照指定算法计算出针对各个H桥控制电路22的控制指令,进而驱动模块211控制各个H桥控制电路22中可控开关的通断时间,进一步达到控制对应相绕组4中电流大小及方向的目的。
[0097]实际应用中,当需要电机达到相应的目标工作状态时,控制电路模块2调用存储在存储模块213中相应的控制参数组合,按照控制参数组合中的控制周期,以及控制周期中各时刻各线圈中电流的方向及应达到的大小对各线圈进行控制,从而使得电机达到目标工作状态。使得电机在线圈互不连接的情况下(不连接成星型电路结构或封闭环路结构)即可达到与线圈连接为星型电路结构或封闭环路时相同的工作状态;从而,使得原有的需要切换线圈连接方式才能实现的工作状态切换,在本控制系统中,仅需要调用目标工作状态对应的控制参数组合
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