专利名称：一种上限电流控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及上限电流的控制，尤其涉及开关磁阻电动机中的上限电流控制电路。
背景技术：
在开关磁阻电动机控制装置中，通过图1所示的绝对值变换器(图中所有电阻阻 值相等)，把正负不一定的转速调节器的输出信号Ul (转速给定)，转换为正的输出信号 U20。然后在图2示电流控制环电路中，与总的电流反馈信号U2 ‘比较，经电流调节器1 的PI转换，其输出加到脉宽控制器2上，得到周期一定的导通比信号。再经过脉冲变换电 路3得到功率逆变电路所需的上下两组功率开关的斩波信号UP'和UP"。UP'和UP"配 对，受信号Ug的控制，可以使功率逆变电路零压续流或反压续流。构成各个功率开关推动信号的电路如图3所示，其与门共有四个输入，除了斩波 信号UP'和UP"外，还有各相导通角信号Up，保护信号证以及各相上限控制信号证，输出 推动信号靠达林顿电路放大。各相电流上限控制信号m是不同的，各由图4所示电路产生。通过比较器m把 各相电流信号U3与公共的电流给定信号UO比较，然后靠接成非门的与非门Dla反相，得到 的输出加到由2输入与非门Dlb和单稳电路D2接成的电路中。在U3大于UO时，输出的Uh 就处于低电平一定的时间，依靠推动信号让该相功率开关关断。电流上限控制是一种正常的控制，不会损坏电动机和控制器。只不过实际转速与 转速的给定值相差较大，使得转速调节器输出的转矩给定超限，结果脉宽控制器输出的脉 冲的宽度已达到上限，不再变更。电流上限控制的给定值UO由单片机给出，中间经过数模转换，虽然电路要复杂 些，但UO的改变比较灵活，既可以给出长期的UO作恒流控制，又可以给出短期的UO，限制 起动和制动时电流，还可以让UO随转速变动，使得电机作恒功率控制或者较佳的恒转矩控 制。上述上限电流控制的技术成熟，已在实际装置中得到应用，电路存在的缺点是各 相相电流分别限制，像图4示信号电路所需的套数与相数相同。本实用新型特克服这一缺 点，结果得到了一种电路大为简单的上限电流控制。
实用新型内容为克服上述现有技术中由于对各相相电流分别限制，在形成各相的推动信号时， 均需要设置各相的限流信号产生电路，所需的限流信号产生电路套数与相数相同导致的整 体电路复杂的缺陷，本实用新型提供了一种上限电流控制电路。本实用新型提供的上限电流控制电路，设置在转速调节器及电流调节器之间，包 括绝对值变换器，用于对转速调节器的输出信号进行绝对值变换，其中还包括上限控制单元，设置绝对值变换器与电流调节器之间，用于对经绝对值变换器变换的输出信号进行上 限控制；或设置在绝对值变化器中，用于对绝对值变换器的输出信号直接进行上限控制。当上限控制单元设置在绝对值变换器与电流调节器之间时，所述绝对值变换器由运放Nla和mb，二极管Dl和D2及电阻R1-R5接成，其中，运 放ma的同相输入端接地，在转速调节器的输出信号Ul与运放ma的反相输入端间跨接电 阻R1，运放ma的输出端连接二极管Dl的阳极和二极管D2的阴极，二极管Dl的阴极与运 放Wa的反相输入端间跨接电阻R2，二极管D2的阳极与运放ma的反相输入端间跨接电 阻R3，二极管Dl的阴极与运放Wb的反相输入端间跨接电阻R4，二极管D2的阳极连至运 放rnb的同相输入端，运放mb的反相输入端与运放mb的输出端间跨接电阻R5，运放mb 的输出端的输出信号U20提供给上限控制单元，其中电阻R1-R5的阻值相同；所述上限控制单元由运放Nlc和md，二极管D 3和D4及电阻R6-R8接成，其中， 绝对值变换器的输出信号U20与运放mc同相输入端间跨接电阻R6，运放mc的反相输入 端连至运放的输出端，运放mc的输出端的输出信号U20’输入给电流调节器，二极管 D3的阳极连至运放mc的同相输入端，运放md的输出端连接二极管D3的阴极和二极管 D4的阳极，二极管D4的阴极连至运放md的反相输入端，运放md的反相输入端通过电阻 R8接地，运放md的反相输入端与运放mc的输出端间跨接电阻R7，给定信号UO输入至运 放md的同相输入端。当上限控制单元设置在绝对值变换器中时，所述绝对值变换器包括由运放Nla和mb，二极管Dl和D2及电阻R1-R5接成，其 中，运放Nla及mb的同相输入端接地，在转速调节器的输出信号Ul与运放ma的反相输 入端间跨接电阻R1，运放ma的输出端连接二极管Dl的阳极和二极管D2的阴极，二极管 Dl的阴极连至运放ma的反相输入端，二极管D2的阳极与运放ma的反相输入端间跨接 电阻R2，二极管D2的阳极与运放Wb的反相输入端间跨接电阻R4，转速调节器的输出信号 Ui与运放mb的反相输入端间跨接电阻R3，运放mb的反相输入端与运放mb的输出端间 跨接电阻R5，运放mb的输出端的输出信号U20，输入给电流调节器，其中电阻Rl、R2、R3、 R5的阻值相同，电阻R4的阻值为电阻Rl的阻值的二分之一；所述上限控制单元由运放mc，二极管D3-D4，电阻R6-R8接成，其中，给定信号UO 通过电阻R8加至运放mc的反相输入端，运放mc的同相输入端通过电阻R7接地，运放 NlC的同相输入端与绝对值变换器中的运放mb的输出端之间跨接电阻R6，二极管D4的阳 极连至运放mc的反相输入端，二极管D4的阴极连至运放mc的输出端，二极管D3的阳极 连至运放mc的输出端，二极管D3的阴极连至绝对值变换器中的运放mb的反相输入端。给定信号UO不变，该给定信号UO由单片机给出经数模转换而得，是长时或短时的 恒定值，作恒流控制、起动或制动时限流限制。给定信号UO随转速改变，做恒功率控制或恒转矩控制。本实用新型提供的上限电流控制电路，在转速调节器输出进到转矩控制时，经过 绝对值变换得到的电流给定信号，送入电流环前先进行上限控制，在形成各相的推动信号 时，无需再设置各相的限流信号产生电路，因此简化了整体电路；并且电路简单可靠，控制 后电动机相绕组中电流的谐波分量也比较小；另外对整体电路的改变也比较小，后面的电流调节器、脉宽控制器、脉冲变换电路直至推动信号的形成等照样使用，与现有的电路的兼容性较强。
图1为现有的开关磁阻电动机中的绝对值变换器；图2为现有的开关磁阻电动机中的电流控制环电路的示意图；图3为现有的开关磁阻电动机中各相的推动信号形成电路；图4为现有的开关磁阻电动机中各相的限流信号产生电路；图5为本实用新型上限电流控制电路的所处的位置示意图；图6为本实用新型上限电流控制电路的一上限控制单元，其设置在绝对值变换器 与电流调节器之间；图7为本实用新型上限电流控制电路的一绝对值变化器，其中设置有上限控制单兀。
具体实施方式
本实用新型涉及开关磁阻电动机中上限电流控制电路，设置在转速调节器及电流 调节器之间，用于在转速调节器输出信号Ui在进入到转矩控制时，经过绝对值变换之后或 同时进行上限控制，然后将经过绝对值变换及上限控制的信号输入到图2所示的电流环控 制电路的电流调节器中。如图5所示，转速调节器的输出信号Ul经上限电流控制电路4后 得到输出信号U20’，然后输入到电流环控制电路的电流调节器1中。具体地，上限电流控制电路包括绝对值变换器及上限控制单元，绝对值变换器用 于对转速调节器的输出信号进行绝对值变换；上限控制单元，设置绝对值变换器与电流调 节器之间，用于对经绝对值变换器变换的输出信号进行上限控制；或设置在绝对值变化器 中，用于对绝对值变换器的输出信号直接进行上限控制。实施例一、在绝对值变换器及电流调节器之间插入上限控制单元，上限控制单元，用于对经 绝对值变换器变换的输出信号进行上限控制。该实施例的绝对值变换器仍采用如图2所示的绝对值变换器，由运放Nla和mb， 二极管Dl和D2及电阻R1-R5接成，其中，运放Wa的同相输入端接地，在转速调节器的输 出信号Ul与运放ma的反相输入端间跨接电阻R1，运放ma的输出端连接二极管Dl的阳 极和二极管D2的阴极，二极管Dl的阴极与运放ma的反相输入端间跨接电阻R2，二极管 D2的阳极与运放ma的反相输入端间跨接电阻R3，二极管Dl的阴极与运放Wb的反相输 入端间跨接电阻R4，二极管D2的阳极连至运放mb的同相输入端，运放mb的反相输入端 与运放mb的输出端间跨接电阻R5，运放mb的输出端的输出信号U20提供给上限控制单 元，其中电阻R1-R5的阻值相同。该实施例的上限控制单元如图6所示，由运放Nlc和md，二极管D3和D4及电阻 R6-R8接成，其中，绝对值变换器的输出信号U20与运放mc同相输入端间跨接电阻R6，将 运放mc的反相输入端连至运放mc的输出端，运放mc的输出端的输出信号U20，输入给 电流调节器，二极管D3的阳极连至运放mc的同相输入端，运放md的输出端连接二极管 D3的阴极和二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连至运放md的反相输入端，运放md的反相输入端通过电阻R8接地，运放md的反相输入端与运放mc的输出端间跨接电阻R7，给 定信号UO输入至运放md的同相输入端。运放Nic接成电压跟随器，即将运放mc的反相 输入端连至运放Nlc的输出端；运放md接成比较器，把运放Nlc的输出端的输出信号U20’ 用R7和R8分压而得的U20，*R8/(R7+R8)加于运放md的反相输入端，与加于运放md同 相输入端的给定信号UO进行比较；在U20，< UO (R7+R8)/R8时D4导通，D3断开，U20，= U20。如果 U20，>U0(R7+R8)/R8 则 D4 断开，D3 导通，直至 U20，= UO (R7+R8)/R8。实施例二、在绝对值变换器中设置上限控制单元，上限控制单元用于对绝对值变换器的输出 信号直接进行上限控制。如图7所示，该实施例的绝对值变换器包括由运放Nla和mb，二极管Dl和D2及 电阻R1-R5接成。运放ma、二极管Dl和D2及电阻Rl和R2接成负半波反馈输出电路，把 转速调节器的输出信号Ul变换为负半波反馈输出信号U3 ；运放mb、电阻R3-R5接成反相 叠加电路，以转速调节器的输出信号Ul及负半波反馈输出信号U3为输入，得到运放mb的 输出信号U20’。具体地，运放Nla及Wb的同相输入端接地，在转速调节器的输出信号Ul 与运放Wa的反相输入端间跨接电阻R1，运放ma的输出端连接二极管Dl的阳极和二极管 D2的阴极，二极管Dl的阴极连至运放ma的反相输入端，二极管D2的阳极与运放Wa的反 相输入端间跨接电阻R2，二极管D2的阳极与运放Wb的反相输入端间跨接电阻R4，转速调 节器的输出信号Ul与运放Nlb的反相输入端间跨接电阻R3，运放Wb的反相输入端与运放 Nlb的输出端间跨接电阻R5，运放Wb的输出端的输出信号U20，输入给电流调节器，其中 电阻R1、R2、R3、R5的阻值相同，电阻R4的阻值为电阻Rl的阻值的二分之一；如图7所示，该实施例中的上限控制单元由运放mc，二极管D3-D4，电阻R6-R8接 成。具体地，给定信号UO通过电阻R8加至运放mc的反相输入端，运放mc的同相输入端 通过电阻R7接地，运放mc的同相输入端与绝对值变换器中的运放mb的输出端之间跨接 电阻R6，二极管D4的阳极连至运放Mc的反相输入端，二极管D4的阴极连至运放Wc的 输出端，二极管D3的阳极连至运放mc的输出端，二极管D3的阴极连至绝对值变换器中的 运放mb的反相输入端。上限控制单元为比较电路；运放mb的输出信号U20，用R6和R7 分压而得到的U20，*R7/(R6+R7)加于Wc同相输入端；当U20，< UO (R6+R7)/R7时D4导 通，D3 断开，U20，= I Ul |。如果 U20，> UO (R6+R7)/R7，则 D4 断开，D3 导通，直至 U20，= U0(R6+R7)/R7。但应当指出在U20，< UO (R6+R7)/R7时，U20，不一定等于Ul |，适当改变 R3就可得到与|U1|成正比的电压。该实施例相对于实施例一，对绝对值变换电路进行了改进，然后利用比较电路对 其输出直接进行上限控制，结构更加紧凑。给定信号UO不变，该给定信号UO由单片机给出经数模转换而得，是长时或短时的 恒定值，作恒流控制、起动或制动时限流限制。给定信号UO随转速改变，做恒功率控制或较佳的恒转矩控制。综上所述，本实用新型提供的上限电流控制电路，在转速调节器输出进到转矩控 制时，经过绝对值变换得到的电流给定信号，送入电流环前先进行上限控制，在形成各相的 推动信号时，无需再设置各相的限流信号产生电路，因此简化了整体电路；并且电路简单可 靠，控制后电动机相绕组中电流的谐波分量也比较小；另外对整体电路的改变也比较小，[0042]后面的电流调节器、脉宽控制器、脉冲变换电路直至推动信号的形成等照样使用， 与现有的电路的兼容性较强。以上所述为本实用新型的最佳实施方案，但本实用新型的保护范围并不限于此， 在本实用新型所示下，任何人任何与本实用新型相同或近似的产品和做法，都落在本实用 新型的保护范围内。
权利要求1.一种上限电流控制电路，设置在转速调节器及电流调节器之间，包括绝对值变换器， 用于对转速调节器的输出信号进行绝对值变换，其特征在于，还包括上限控制单元，设置绝 对值变换器与电流调节器之间，用于对经绝对值变换器变换的输出信号进行上限控制；或 设置在绝对值变化器中，用于对绝对值变换器的输出信号直接进行上限控制。
2.根据权利要求1所述的上限电流控制电路，其特征在于，当上限控制单元设置在绝 对值变换器与电流调节器之间时，所述绝对值变换器由运放Nla和mb，二极管Dl和D2及电阻R1-R5接成，其中，运放 Wa的同相输入端接地，在转速调节器的输出信号Ul与运放ma的反相输入端间跨接电阻 R1，运放ma的输出端连接二极管Dl的阳极和二极管D2的阴极，二极管Dl的阴极与运放 Nla的反相输入端间跨接电阻R2，二极管D2的阳极与运放Wa的反相输入端间跨接电阻R 3，二极管Dl的阴极与运放Nlb的反相输入端间跨接电阻R4，二极管D2的阳极连至运放Wb 的同相输入端，运放Wb的反相输入端与运放Nlb的输出端间跨接电阻R5，运放mb的输出 端的输出信号U20提供给上限控制单元，其中电阻R1-R5的阻值相同；所述上限控制单元由运放Nlc和md，二极管D 3和D4及电阻R6-R8接成，其中，绝对 值变换器的输出信号U20与运放mc同相输入端间跨接电阻R6，运放mc的反相输入端连 至运放mc的输出端，运放mc的输出端的输出信号U20’输入给电流调节器，二极管D 3 的阳极连至运放mc的同相输入端，运放md的输出端连接二极管D 3的阴极和二极管D4 的阳极，二极管D4的阴极连至运放md的反相输入端，运放md的反相输入端通过电阻R8 接地，运放md的反相输入端与运放mc的输出端间跨接电阻R7，给定信号UO输入至运放 md的同相输入端。
3.根据权利要求1所述的上限电流控制电路，其特征在于，当上限控制单元设置在绝 对值变换器中时，所述绝对值变换器包括由运放Nla和mb，二极管Dl和D2及电阻R1-R5接成，其中，运 放Nla及mb的同相输入端接地，在转速调节器的输出信号Ul与运放ma的反相输入端间 跨接电阻R1，运放ma的输出端连接二极管Dl的阳极和二极管D2的阴极，二极管Dl的阴 极连至运放ma的反相输入端，二极管D2的阳极与运放ma的反相输入端间跨接电阻R2， 二极管D2的阳极与运放Wb的反相输入端间跨接电阻R4，转速调节器的输出信号Ul与运 放mb的反相输入端间跨接电阻R3，运放mb的反相输入端与运放mb的输出端间跨接电 阻R5，运放mb的输出端的输出信号U20，输入给电流调节器，其中电阻R1、R2、R3、R5的阻 值相同，电阻R4的阻值为电阻Rl的阻值的二分之一；所述上限控制单元由运放mc，二极管D3-D4，电阻R6-R8接成，其中，给定信号UO通过 电阻R8加至运放mc的反相输入端，运放mc的同相输入端通过电阻R7接地，运放mc的 同相输入端与绝对值变换器中的运放Nlb的输出端之间跨接电阻R6，二极管D4的阳极连至 运放mc的反相输入端，二极管D4的阴极连至运放mc的输出端，二极管D 3的阳极连至 运放mc的输出端，二极管D3的阴极连至绝对值变换器中的运放mb的反相输入端。
专利摘要本实用新型涉及一种上限电流控制电路，设置在转速调节器及电流调节器之间，包括绝对值变换器，用于对转速调节器的输出信号进行绝对值变换，其中还包括上限控制单元，设置绝对值变换器与电流调节器之间，用于对经绝对值变换器变换的输出信号进行上限控制；或设置在绝对值变化器中，用于对绝对值变换器的输出信号直接进行上限控制。本实用新型提供的上限电流控制电路，在转速调节器输出进到转矩控制时，经过绝对值变换得到的电流给定信号，送入电流环前先进行上限控制，在形成各相的推动信号时，无需再设置各相的限流信号产生电路，因此简化了整体电路；并且电路简单可靠，控制后电动机相绕组中电流的谐波分量也比较小。
文档编号H02P25/08GK201918959SQ201020639258
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者周海亮, 裘锦灼 申请人:北京中纺锐力机电有限公司