一种瞬间回流同步冲量加力电磁控制器的制作方法

本发明涉及电磁驱动的控制技术领域，具体为一种瞬间回流同步冲量加力电磁控制器。

背景技术：

在三相磁阻电机中，现行的对磁阻电机的回流控制均是直接返回电源，当电机刚启动时或慢速运行时，由于转子运行时的反向电动势很小，每当换相时，断电绕组中有大量的磁能要转换为电能，并以回流的形式返回电源，时间常数较长，为了使断电相不产生反向力矩，不得不提前关断“关断角”，这样会造成电机每相每周期的导通角变小，输出功率也会变小，在电机运行中，大量的回馈能量返回电源，再给下一相供电，如此反复，回路损耗增大，电机高速运行时，固定电源电压使驱动线圈的电流上升率太慢，造成驱动力不足，为此，我们提出一种瞬间回流同步冲量加力电磁控制器。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种瞬间回流同步冲量加力电磁控制器，以解决上述背景技术中提出的电机每相每周期的导通角变小，电机高速运行时，固定电源电压使驱动线圈的电流上升率太慢，造成驱动力不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种瞬间回流同步冲量加力电磁控制器，包括主电磁线圈单管控制回路、译码驱动控制电路、同步信号采集电路、三相同步延时冲量脉宽控制电路、限压控制电路、启动回流控制电路、瞬间回流能量存储电容、冲量隔离二极管以及开关辅助电源，其中：

所述主电磁线圈单管控制回路由la、lb、lc、qa、qb、qc、d1、d2、d3组成；

所述译码驱动控制电路为ic1，用于接收霍尔启动调速信号后给所述主电磁线圈单管控制回路中的qa、qb、qc输出高电位信号；

所述同步信号采集电路与所述译码驱动控制电路和所述三相同步延时冲量脉宽控制电路串接，其由d5、d6、d7、d8、d9、d10、c1、c2、c3组成；

所述三相同步延时冲量脉宽控制电路为ic2，接收所述主电磁线圈单管控制回路的同步信号延时在可控的时间后，输出可控宽度的高电位信号。

优选的，所述主电磁线圈单管控制回路的每个绕组分别连接至少一个开关元件和至少一个续流元件。

优选的，所述开关元件qa、qb、qc为mos管或igbt中一种，所述续流元件d1、d2、d3为超快速二极管。

优选的，所述瞬间回流能量存储电容为电容器或电容器组。

优选的，所述瞬间回流能量存储电容与所述主电磁线圈单管控制回路之间还串接一个开关元件q4。

优选的，所述开关元件q4的控制信号由所述三相同步延时冲量脉宽控制电路提供。

优选的，所述冲量隔离二极管d4由电源e导通，且做回流通路，同时所述瞬间回流能量存储电容ch1中的高压能量加上电源e的电压同步加载到正在导通的la、lb、lc相线圈上。

优选的，所述开关辅助电源的一侧还连接一组开关升压电源，并组成一个辅助冲量加力源。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用全新的动力驱动方案，大幅减少回流时间，减少回路损耗，同步冲量加力，可大幅提高驱动线圈的电流上升率，提高电机的力矩和输出功率；

在本发明中，驱动脉宽增加，回流电流不返回电源，直接通过存储电容形成的自冲量加力源用延时同步的方法将冲量加力准确加入每一相导通角为45°角前，利用冲量隔离二极管简单隔离冲量高压。

附图说明

图1为本发明控制器电路图；

图2为本发明示波器电压电流波形图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种瞬间回流同步冲量加力电磁控制器，包括主电磁线圈单管控制回路、译码驱动控制电路、同步信号采集电路、三相同步延时冲量脉宽控制电路、限压控制电路、启动回流控制电路、瞬间回流能量存储电容、冲量隔离二极管、开关辅助电源以及辅助冲量加力源，其中：

所述主电磁线圈单管控制回路由la、lb、lc、qa、qb、qc、d1、d2、d3组成；

所述译码驱动控制电路为ic1，用于接收霍尔启动调速信号和位置信号后给所述主电磁线圈单管控制回路中的qa、qb、qc输出高电位同步信号；

所述同步信号采集电路与所述译码驱动控制电路和所述三相同步延时冲量脉宽控制电路串接，其由d5、d6、d7、d8、d9、d10、c1、c2、c3组成；

所述三相同步延时冲量脉宽控制电路为ic2，接收所述的三相霍尔位置信号后，同步延时且在可控的时间后，输出三相同步可控宽度的高电位信号给q4。

进一步的，所述主电磁线圈单管控制回路的每个绕组分别连接至少一个开关元件和至少一个续流元件；

进一步的，所述开关元件qa、qb、qc为mos管或igbt中一种，所述续流元件d1、d2、d3为超快速二极管；

进一步的，所述瞬间回流能量存储电容为电容器或电容器组；

进一步的，所述瞬间回流能量存储电容与所述主电磁线圈单管控制回路之间还串接一个开关元件q4；

进一步的，所述开关元件q4的控制信号由所述三相同步延时冲量脉宽控制电路提供；

进一步的，所述冲量隔离二极管d4由电源e导通，且做回流通路，同时所述瞬间回流能量存储电容ch1中的高压能量加上电源e的电压同步加载到正在导通的la、lb、lc相线圈上；

进一步的，所述开关辅助电源的一侧还连接一组开关升压电源，并组成一个辅助冲量加力源。

工作原理：在本发明中，控制器上电后，辅电建立译码驱动控制电路，接收到霍尔启动调速信号后给qa输出高电位信号，la相通电，随la相的电流加大，电机转子转动，译码驱动控制电路接收到三相转子位置信号后，译码驱动控制电路给qb输出高电位信号使lb相通电，lb相通电的同时，la相关断，此时la相的回流电流经d1、d4给瞬间回流能量存储电容ch1充电，因瞬间回流能量存储电容ch1的容量较小(400w电机为15μf--20μf)，所以依据公式回流时间大幅减少；

三相同步延时冲量脉宽控制电路ic2接收到三相霍尔位置信号后，同步延时且在可控的时间后(在此期间，瞬间回流能量存储电容ch1充电已完成)，输出一可控宽度的高电位信号给q4让其导通，这时瞬间回流能量存储电容ch1的高压能量加上电源e的电压正好同步加到正在导通的lb相线圈上(此处的高电压是la相回流产生的，是把la相的大回流电流转换成高压存储在瞬间回流能量存储电容ch1中)，此高压可使正在导通的lb相电流上升的斜率大幅上升，使得lb相电流波形出现完美的斜梯形波(注：分析实验得出斜梯形波电磁电效率最高)，电磁力大幅度增加；

当译码驱动控制电路在转子位置信号的控制下使qc导通、qb关断，那么lb相的回流电流会经过d2给瞬间回流能量存储电容ch1充电，其过程同上，经延时后，q4导通，瞬间回流能量存储电容ch1上的高压电同步加到lc线圈上，效果同上；

当译码驱动控制电路控制下使qa导通、qc关断，那么lc相的回流电流会经过d3给瞬间回流能量存储电容ch1充电，经延时后，q4导通，瞬间回流能量存储电容ch1上的高压电同步加到la线圈上，如此反复，电机运转后，每相线圈每周期都可在导通角45°前得到一个高压电流冲量，每相线圈每周期的电流都会是一个完美的斜梯形波，请参阅图2中的示波器电压电流波形图，经过实际测试所得，用普通的控制器(ccc、cvc)调速，70公斤负载最高时速25km/h--30km/h，而采用本发明的瞬间回流同步冲量加力电磁控制器(ccc、cvc)调速，70公斤负载最高时速42km/h。对永磁电机而言，运行时的反向电动势大，驱动线圈的回流能量小，冲量加力不明显，这种情况本控制器电源端要加一个升压开关电源，组成辅助冲量加力源，补充到ch1上即可。

虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。