一种双闭环直流电机控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种双闭环直流电机控制电路包括第一减法器、转速给定电路、第二减法器、转速调节器、电流调节器、电机启动电路、及电流检测电路；第一减法器的一输入接转速给定电路的输出，另一输入接测速发电机的转速反馈输出；第一减法器的输出接转速调节器的输入，转速调节器的一输出接第二减法器的一输入；第二减法器的输出接电流调节器输入；电流调节器接电机启动电路输入，电机启动电路的一输出接直流电机，另一输出经电流检测电路接第二减法器的另一输入。通过本实用新型的技术方案最大电流受限制的情况下，能尽量发挥直流电动机的过载能力，达到稳态转速后，电流应快速下降，保证输出转矩与负载转矩平衡，进入稳定运行状态。
【专利说明】
一种双闭环直流电机控制电路
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种双闭环直流电机控制电路。
【背景技术】
[0002]直流电机(direct current machine)是指能将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。
[0003]调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一种系统。目前对调速性能要求较高的各类生产机械大多采用直流传动，简称为直流调速。早在20世纪40年代采用的是发电机一电动机系统，又称放大机控制的发电机一电动机组系统。这种系统在40年代广泛应用，但是它的缺点是占地大，效率低，运行费用昂贵，维护不方便等，特别是至少要包含两台与被调速电机容量相同的电机。为了克服这些缺点，50年代开始使用水银整流器作为可控变流装置。这种系统缺点也很明显，主要是污染环境，危害人体健康。50年代末晶闸管出现，晶闸管变流技术日益成熟，使直流调速系统更加完善。晶闸管一电动机调速系统已经成为当今主要的直流调速系统，广泛应用于世界各国。
[0004]单闭环直流调速系统对于运行性能要求很高的机床还存在着很多不足，快速性还不够好。而基于电流和转速的双闭环直流调速系统静动态特性都很理想。
[0005]带转速负反馈的单闭环系统，由于它能够随着负载的变化而相应的改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降的变化，所以相对开环系统它能够有效的减少稳态速降。当反馈控制闭环调速系统使用带比例放大器时，它依靠被调量的偏差进行控制的，因此是有静差率的调速系统，而比例积分控制器可使系统在无静差的情况下保持恒速，实现无静差调速。
[0006]对电机启动的冲击电流以及电机堵转时的堵转电流，可以用附带电流截止负反馈作限流保护，但这并不能控制电流的动态波形。按反馈的控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该基本量基本不变，采用电流负反馈就应该能够得到近似的恒流过程。
[0007]另外，在单闭环调速系统中，用一个调节器综合多种信号，各参数间相互影响，难于进行调节器的参数调速。例如，在带电流截止负反馈的转速负反馈的单闭环系统中，同一调节器担负着正常负载时的速度调节和过载时的电流调节，调节器的动态参数无法保证两种调节过程均具有良好的动态品质。
[0008]按照电机理想运行特性，应该在启动过程中只有电流负反馈，达到稳态转速后，又希望只有转速反馈，双闭环调速系统的静特性就在于当负载电流小于最大电流时，转速负反馈起主要作用，当电流达到最大值时，电流负反馈起主要作用，得到电流的自动保护。
【发明内容】
[0009]本实用新型的目的是提供一种双闭环直流电机控制电路，从而实现对直流电机的稳定控制。
[0010]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现:一种双闭环直流电机控制电路，其特征在于:包括第一减法器、转速给定电路、第二减法器、转速调节器、电流调节器、电机启动电路、及电流检测电路;第一减法器的一输入接转速给定电路的输出，另一输入接测速发电机的转速反馈输出；第一减法器的输出接转速调节器的输入，转速调节器的一输出接第二减法器的一输入;第二减法器的输出接电流调节器输入；电流调节器接电机启动电路输入，电机启动电路的一输出接直流电机，另一输出经电流检测电路接第二减法器的另一输入。
[0011 ] 进一步的，转速调节器及电流调节器均为一PI调节器。
[0012]进一步的，电流检测电路包括电路互感器及整流电路；电流互感器接于电机启动电路中，在输出端接整流电路。
[0013]进一步的，电机启动电路包括相连的三相集成触发器和三相全桥电路。
[0014]进一步的，还包括保护电路，所述保护电路包括过电流保护电路和过电压保护电路;所述过电压保护电路为六个阻容回收电路，六个阻容回收电路分别与所述三相全桥电路的六个晶闸管并联;所述阻容回收电路包括串联的电阻和电容;过电流保护电路为六个熔断器，所述六个熔断器分别与三相全桥电路的六个晶闸管串联。
[0015]与现有技术相比，本实用新型在最大电流受限制的情况下，能尽量发挥直流电动机的过载能力，使电力拖动控制系统以尽可能大的加速度起动，达到稳态转速后，电流应快速下降，保证输出转矩与负载转矩平衡，进入稳定运行状态。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的原理框图。
[0017]图2为本发明一实施例的转速调节电路原理图。
[0018]图3为本发明一实施例的电流调节电路原理图。
[0019]图4为本发明一实施例的电机启动电路的原理框图。
[0020]图5为本发明一实施例的三相全桥电路。
[0021 ]图6为阻容回收电路与晶闸管的连接原理图。
[0022]图7为熔断器与晶闸管的连接原理图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步解释说明。
[0024]参见图1本实用新提供一种双闭环直流电机控制电路，其包括第一减法器、转速给定电路、第二减法器、转速调节器、电流调节器、电机启动电路、及电流检测电路;第一减法器的一输入接转速给定电路的输出，另一输入接测速发电机的转速反馈输出；第一减法器的输出接转速调节器的输入，转速调节器的一输出接第二减法器的一输入;第二减法器的输出接电流调节器输入；电流调节器接电机启动电路输入，电机启动电路的一输出接直流电机，另一输出经电流检测电路接第二减法器的另一输入。
[0025]进一步的，转速调节器及电流调节器均为一PI调节器。具体电路参见图2、341调节器具有很好的跟随性。
[0026]进一步的，电流检测电路包括电路互感器及整流电路；电流互感器接于电机启动电路中，在输出端接整流电路。
[0027]进一步的，电机启动电路包括相连的三相集成触发器和三相全桥电路。电机启动电路参见图4。图4中的VT是晶闸管可控整流器，它由三相全控桥式整流电路组成，具体参见图5。
[0028]进一步的，进一步的，还包括保护电路，所述保护电路包括过电流保护电路和过电压保护电路;所述过电压保护电路为六个阻容回收电路，六个阻容回收电路分别与所述三相全桥电路的六个晶闸管并联;所述阻容回收电路包括串联的电阻和电容;过电流保护电路为六个熔断器，所述六个熔断器分别与三相全桥电路的六个晶闸管串联。其中阻容回收电路与晶闸管的连接原理图参见图6，熔断器与晶闸管的连接原理图参见图7。
[0029]以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种双闭环直流电机控制电路，其特征在于:包括第一减法器、转速给定电路、第二减法器、转速调节器、电流调节器、电机启动电路、及电流检测电路;第一减法器的一输入接转速给定电路的输出，另一输入接测速发电机的转速反馈输出；第一减法器的输出接转速调节器的输入，转速调节器的一输出接第二减法器的一输入;第二减法器的输出接电流调节器输入;电流调节器接电机启动电路输入，电机启动电路的一输出接直流电机，另一输出经电流检测电路接第二减法器的另一输入。2.根据权利要求1所述的双闭环直流电机控制电路，其特征在于:所述转速调节器及电流调节器均为一 PI调节器。3.根据权利要求1所述的双闭环直流电机控制电路，其特征在于:所述电流检测电路包括电路互感器及整流电路;电流互感器接于电机启动电路中，在输出端接整流电路。4.根据权利要求1所述的双闭环直流电机控制电路，其特征在于:所述电机启动电路包括相连的三相集成触发器和三相全桥电路。5.根据权利要求4所述的双闭环直流电机控制电路，其特征在于:还包括保护电路，所述保护电路包括过电流保护电路和过电压保护电路;所述过电压保护电路为六个阻容回收电路，六个阻容回收电路分别与所述三相全桥电路的六个晶闸管并联;所述阻容回收电路包括串联的电阻和电容;过电流保护电路为六个熔断器，所述六个熔断器分别与三相全桥电路的六个晶闸管串联。
【文档编号】H02P7/28GK205430106SQ201620196402
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】李文锦, 林党养, 郭陆峰, 王海霞, 邱碧丹
【申请人】国网福建省电力有限公司, 国家电网公司, 福建省电力有限公司泉州电力技能研究院, 国网福建省电力有限公司宁德供电公司