能量泄放电路和能量泄放装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种能量泄放电路和能量泄放装置。


背景技术：

2.在直流电机制动过程中，直流电机的动能会转化为电能，电能反馈到给直流电机供电的直流母线上，直流母线的电压会急速上升，此时如果不能及时将反馈的电能消耗掉，直流母线电压将上升到一个非常高的值，最终导致直流母线上的设备因过电压而损坏。
3.现有技术中，能量泄放装置一般使用手动启动的方式，这种采用人工泄放的方式容易出现操作失误，导致能量泄放不及时，影响直流电机的正常使用。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种能量泄放电路和能量泄放装置，以克服目前能量泄放不及时，影响直流电机的正常使用的问题。
5.一方面，本实用新型提供了一种能量泄放电路，包括主控模块和能量泄放模块；
6.所述主控模块包括电参数检测单元和控制单元；
7.所述电参数检测单元和所述能量泄放模块分别与所述控制单元电连接；
8.所述电参数检测单元还与直流电机的直流母线电连接，以检测所述直流母线上的电参数；
9.所述能量泄放模块与所述直流母线电连接，以便于所述主控模块检测到所述电参数信号达到预设阈值时，触发所述能量泄放模块消耗所述直流母线中的电能。
10.进一步的，以上所述能量泄放电路，所述能量泄放单元包括控制开关和电阻单元；
11.所述控制开关的第一端与所述控制单元电连接，所述控制开关的第二端与所述电阻单元的第一端电连接，所述控制开关的第三端与所述直流母线的一端电连接，所述电阻单元的第二端与所述直流母线的另一端电连接。
12.进一步的，以上所述能量泄放电路，所述主控模块还包括驱动单元；
13.所述控制单元与所述控制开关之间连接所述驱动单元。
14.进一步的，以上所述能量泄放电路，所述电阻单元包括高功率泄放子单元和低功率泄放子单元；
15.所述高功率泄放子单元中电阻数量大于低功率泄放子单元中电阻数量。
16.进一步的，以上所述能量泄放电路，所述高功率泄放子单元和所述低功率泄放子单元均独立设置。
17.进一步的，以上所述能量泄放电路，所述能量泄放模块还包括风机；
18.所述风机与所述控制单元电连接。
19.进一步的，以上所述能量泄放电路，所述主控模块还包括主功率开关和脉冲转直流驱动电路；
20.所述主功率开关的第一端与所述脉冲转直流驱动电路的第一端电连接，所述主功率开关的第二端与所述直流母线电连接，所述主功率开关的第三端与所述能量泄放模块电连接，所述脉冲转直流驱动电路的第二端与所述控制单元电连接，以便于所述控制单元工作异常时，所述脉冲转直流驱动电路停止发送脉冲信号，使所述主功率开关截止，从而使所述能量泄放模块停止工作。
21.进一步的，以上所述能量泄放电路，所述主控模块还包括通讯单元；
22.所述通讯单元与所述控制单元电连接；
23.所述通讯单元还与上位机电连接。
24.进一步的，以上所述能量泄放电路，还包括指示灯模块；
25.所述指示灯模块与所述控制单元电连接。
26.另一方面本实用新型还提供了一种能量泄放装置，包括壳体和以上任一项所述的能量泄放电路，所述能量泄放电路设置在所述壳体内。
27.本实用新型的有意效果为：本实用新型能量泄放电路和能量泄放装置，其中能量泄放电路具有主控模块和能量泄放模块，主控模块包括电参数检测单元和控制单元；电参数检测单元用于检测直流母线上的电参数，能量泄放模块用于释放直流母线上的电能，控制单元能够根据电参数检测单元检测到的电参数是否达到预设阈值，自动的控制能量泄放模块开始或停止释放直流母线上的电能，从而能够及时的释放直流母线上的电能，保证直流电机的正常使用。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本实用新型泄放电路一种实施例提供的电路图；
30.图2是本实用新型能量泄放装置一种实施例提供的结构图；
31.图3是本实用新型能量泄放装置一种实施例提供的尺寸图。
具体实施方式
32.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
33.现有技术中存在能量泄放不及时的问题，为了解决上述问题，本实用新型提供了如下实施例。
34.实施例：
35.如图1，本实施例提供了一种能量泄放电路，包括主控模块2和能量泄放模块3；主控模块2包括电参数检测单元22和控制单元21；电参数检测单元 22和能量泄放模块3分别与控制单元21电连接，电参数检测单元22还与直流母线1电连接，能量泄放模块3与直流母
线1电连接。
36.能量泄放电路启动后，电参数检测单元22开始检测直流母线1中的电参数，并将电参数发送给控制单元21，控制单元21接收到电参数后，根据预设阈值，判断电参数是否达到预设阈值，若电参数达到预设阈值时，控制单元21开启能量泄放模块3，使能量泄放模块3消耗直流母线1中的电能，若电参数未达到预设阈值，控制单元21无动作，能量泄放模块3处于关闭状态。
37.在一些可选的实施例中，电参数单元可以包括电压检测器，预设阈值为直流母线额定电压的103％，直流母线的额定电压包括200vdc、300vdc和400vdc。
38.需要说明的是，本实施例中涉及到的计算机程序是现有技术，可以通过单片机实现，例如使用stm32系列的单片机实现，本实施例不做赘述。
39.本实施例中主控模块2包括电参数检测单元22和控制单元21，电参数检测单元22能够时刻检测直流母线中的电参数，控制单元21能够根据电参数检测单元22检测的电参数，自动的控制能量泄放模块3的开启和关闭，能够自动的、及时的释放直流母线中的电能，保证直流电机的正常使用。
40.进一步的，能量泄放单元3包括控制开关31和电阻单元32；
41.控制开关31的第一端与控制单元21电连接，控制开关31的第二端与电阻单元32的第一端电连接，控制开关31的第三端与直流母线1的正极端电连接，电阻单元32的第二端与直流母线1的负极端电连接。此外，控制开关31的第三端还可以与直流母线1的负极端电连接，电阻单元32的第二端与直流母线1 的正极端电连接，以在控制开关31导通时形成放电回路。注意，本实施例中，控制开关31优选为可控型功率开关，例如mosfet开关等。为了叙述方便，mosfet 开关被用作代表本实施例中的可控型开关，但本实施例中的开关不限定于 mosfet。以n沟道mosfet为例进行说明，n沟道mosfet的第一端即控制端指栅极，第二端指漏极，第三端指源极。本实用新型中的开关也可以采用mosfet 之外的其它可控型开关器件实现，比如igbt。
42.控制单元21开启能量泄放单元3时，控制开关31的第一端接收到来自控制单元21的电压，当控制开关31的第一端与控制开关31的第二端之间的电压值高于控制开关31的开启电压后，控制开关31导通，电阻单元32与直流母线 1形成闭合回路，电阻单元32开始释放直流母线1中的电能。
43.进一步的，主控模块2还包括驱动单元26，驱动单元26连接在控制单元 21和控制开关31之间。
44.控制单元21开启能量泄放单元3时，控制单元21向驱动单元26发送控制信号，驱动单元26放大控制单元21的控制信号，加快控制开关31的导通。
45.进一步的，电阻单元32包括高功率泄放子单元和低功率泄放子单元，其中，高功率泄放子单元中的电阻数量大于低功率泄放子单元。
46.控制单元21根据电参数检测单元22检测的电参数是否达到预设阈值，控制能量泄放单元3的开启和关闭，当检测的电参数在额定电参数的103％至106％之间时，控制单元21开启低功率泄放子单元，开始释放直流母线中的电能；当检测的电参数大于额定电参数的106％时，控制单元21开启高功率泄放子单元，开始释放直流母线中的电能。
47.进一步的，高功率泄放子单元和低功率泄放子单元均独立设置，在高功率泄放子
单元或低功率泄放子单元释放直流母线中的电能时，提高高功率泄放单元和低功率泄放子单元的散热能力。
48.进一步的，能量泄放模块3还包括风机，风机与控制单元21电连接。
49.当控制单元21控制能量泄放模块3开始释放直流母线1中的电能时，同时控制风机开始转动，能够提升能量泄放模块3的散热能力。
50.进一步的，主控模块2还包括主功率开关25和脉冲转直流驱动电路24；
51.主功率开关25的第一端与脉冲转直流驱动电路24的第一端电连接，主功率开关25的第二端与直流母线1电连接，主功率开关25的第三端与能量泄放模块3电连接，脉冲转直流驱动电路24的第二端与控制单元21电连接，以便于控制单元21工作异常时，脉冲转直流驱动电路25停止发送脉冲信号，使主功率开关25的第一端与主功率开关25的第二端之间的电压小于主功率开关25 的开启电压，导致主功率开关25截止，使能量泄放模块3与直流母线1无法构成闭合回路，从而使能量泄放模块3停止工作，可以避免因能量泄放电路失控而引发的其他故障。
52.需要说明的是，图1所示的实施例中，主功率开关25的第二端与直流母线 1的正极端相连。在一些可选的实施例中，主功率开关25的第二端还可以与直流母线1的负极端相连，以便于在主功率开关25截止的时候，能量泄放模块3 与直流母线1无法构成闭合回路，从而使能量泄放模块3停止工作。
53.本实施例中，主功率开关25优选为可控型功率开关，例如mosfet开关等。为了叙述方便，mosfet开关被用作代表本实施例中的可控型开关，但本实施例中的开关不限定于mosfet。以n沟道mosfet为例进行说明，n沟道mosfet的第一端即控制端指栅极，第二端指漏极，第三端指源极。本实用新型中的开关也可以采用mosfet之外的其它可控型开关器件实现，比如igbt。
54.进一步的，主控模块2还包括通讯单元23；通讯单元23与控制单元21电连接，通讯单元23还与上位机电连接。
55.用户可以通过上位机来设定控制单元21的相关参数。
56.在一些可选的实施例中，通讯单元23包括can通讯单元，相关参数包括工作使能和泄放电压设定值。
57.进一步的，能量泄放电路还包括指示灯模块，指示灯模块与控制单元21 电连接，指示灯模块用来显示能量泄放电路的工作状态。
58.基于一个总的发明构思，根据图1、图2和图3本技术还提供了一种能量泄放装置，包括壳体a和以上实施例的能量泄放电路，能量泄放电路设置在壳体内。
59.进一步的，控制模块2设置在泄放控制板b上，高功率泄放子单元设置在高功率电阻板c上，低功率泄放子单元设置在低功率电阻板d上，指示灯模块和风机设置在风机板指示灯板e上。
60.在一些可选的实施例中，能量泄放装置的长为344mm，宽为125mm，高为 80mm。
61.在一些可选的实施例中，380vac的能量泄放装置控制电源接口型号包括 ch82-2.5-5t，端子定义为：1,2：l1；2,3：l2；
62.接地端子、直流正极接口端子和直流负极接口端子连接方式包括，预绝缘冷压端子。
63.can通讯接口型号包括ch82-2.5-4t；端子定义为：1,2-canl；3,4-canh。
64.在一些可选的实施例中，能量泄放装置的工作时长为：
65.当能量泄放装置检测到的电参数小于等于额定电参数时，15s内能量泄放装置累计工作时间不大于1s；
66.当能量泄放装置检测到的电参数大于等于额定电参数时，15s内能量泄放装置累计工作时间不大于0.5s。
67.在一些可选的实施例中，能量泄放装置的泄放功率大于7kw，控制电源电压在额定控制电源电压的85％至115％之间。
68.在一些可选的实施例中，最多16个能量泄放装置并联工作。
69.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
70.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
71.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
72.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。