本發明專利技術公開了一種基于反激式控制模式的控制器，所述的控制器包括電源電路、位置檢測電路、電流檢測電路、控制電路以及功率輸出電路，所述功率輸出電路中包含有一個受控的能量轉換單元，所述能量轉換單元包括控制開關和能量轉換電路，所述能量轉換電路包括電容C電路或電感L電路或LC電路，當斷開電源后，所述能量轉換電路采用電容C電路或電感L電路或LC電路與電機繞組的電感以并聯或串聯的形式共同構成一個振蕩電路，使之依靠存儲在電機繞組中的能量實現有衰減的周期振蕩。通過將本發明專利技術的控制器應用于正激式控制模式的電機或反激式控制模式的電機中，使其電機在放電的過程中其欲泄放的電流能夠被重復利用，以達到最大化節能的效果。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種基于反激式控制模式的控制器，所述的控制器包括電源電路、位置檢測電路、電流檢測電路、控制電路以及功率輸出電路，所述功率輸出電路中包含有一個受控的能量轉換單元，所述能量轉換單元包括控制開關和能量轉換電路，所述能量轉換電路包括電容C電路或電感L電路或LC電路，當斷開電源后，所述能量轉換電路采用電容C電路或電感L電路或LC電路與電機繞組的電感以并聯或串聯的形式共同構成一個振蕩電路，使之依靠存儲在電機繞組中的能量實現有衰減的周期振蕩。通過將本專利技術的控制器應用于正激式控制模式的電機或反激式控制模式的電機中，使其電機在放電的過程中其欲泄放的電流能夠被重復利用，以達到最大化節能的效果。【專利說明】
本專利技術屬于電機控制
，特別涉及。
技術介紹
如果我們將電源提供能量時對外做功定義為正向激勵控制模式、那么關斷電源時利用存儲的能量來做功則可定義為反激式(Flyback)控制模式。現有電機的控制模式均為正向激勵的控制模式。目前，絕大多數常規的機電裝置都由電系統、機械系統和聯系兩者的耦合磁場組成。根據能量守恒原理，有下式成立:由電源輸入的電能=耦合磁場內儲能的增加+裝置內部的能量損耗+輸出的機械能，當忽略損耗時其能量傳遞關系為dwf=dwe-dwm，其中dWe為系統的微分電能輸入，dwf為微分磁能增量，dWm為系統微分機械能輸出。對于常規電機而言，耦合磁場內的儲能并不會轉變為機械能，而當其換相時，剩余的這部分能量的泄放則會產生相應的負轉矩，而在傳統的計算方式中這又是被計算者認為可以被忽略的部分。常規電機采用的是正向激磁工作模式，其工作在電流的上升階段，三相電機中每相的工作周期為1/3，依靠電流的增量在對外做功，即常規電機吸收能量時做功，而其釋放能量時則會產生相應的負轉矩。在常規電機的電流斬波過程中，其功率電路的續流過程如圖2所示，有采用單管關斷或雙管關斷的二種方案，二者略有不同。圖2所示的電路為采用雙管斬波時的情形，雙管關斷時放電迅速，存儲的能量可以通過二個續流二極管回饋電源，適用于速度較高時應用(如圖3所示，其電流波形為一下降的波形)，而單管關斷其存儲的能量不會回饋電源，而是通過一個續流二極管自我續流，直至其存儲的能量消耗殆盡。在常規電機的電流斬波過程中，電源輸入的電流在達到斬波設定值前，輸入電流的增量在做功，而達到斬波設定值時，由于斬波過程切斷了電源的輸入回路，因而在斬波的過程中電機并不做功，直至斬波過程結束重新接通電源為止。對于開關磁阻電機而言，其正激式控制模式就是當轉子的極軛與某相定子的極軛對齊時，關斷該相繞組，并接通位于旋轉方向前方的另一相繞組。如圖1所示，電機逆時針旋轉，首先給某相電磁繞組通電，使其確定位置，然后在按轉動方向的要求順序的給其它相的電磁繞組通電，再根據位置檢測信號來確定各相的依次導通和關斷。如當光電信號a出現時，給繞組A通電，當光電信號b出現時，給繞組B通電，繞組A斷電，以此類推。可以看出，在常規的正向激勵控制模式中，由于在電流斬波控制的過程中，電流是由最大值開始減小，其對外并不做功，而在關斷的時刻電流也是由最大值開始減小，但由于此時正處于電流的換向時刻，對于剛接通的繞組其電流尚在建立的過程中，其所做的功尚不足以克服前個繞組放電所產生的負轉矩，電機會出現短暫的停頓現象，只有當其產生的轉矩大于前個繞組放電所產生的負轉矩時，電機才會繼續旋轉，這也就是開關磁阻電機產生轉矩脈動的主要原因。
技術實現思路
本專利技術的目的在于:針對上述存在的問題，提供一種使正激式控制模式的電機或反激式控制模式的電機在放電或電流斬波的過程中其欲泄放的電流能夠被重復利用，以達到最大化節能效果的基于反激式控制模式的控制器以及采用該控制器的電機控制方法。對于反激式電機控制模式，其根據能量守恒原理，忽略損耗時有下式成立:fff = ffe+ffm = f eidt- f Fedx由于采用了反激式控制模式的電機在電磁系統吸收能量時并不對外做功，gpwm=0，則有:ffe=fff即電磁系統從電源所吸收的能量全部轉換為耦合磁場的儲能。而當電磁系統釋放能量時已停止輸入電能，即we=0，則有:ffm=fff即在采用反激式控制模式時，耦合磁場中的儲能可以全部轉換為系統輸出的機械能。由此也可以看出正激和反激這二種控制模式的根本區別之所在，而這也就是采用反激式控制模式之所以可以節能的根本原因。反向激勵控制模式的具體實現方式為:電機的啟動過程采用正向激勵控制模式，當達到某一設定的速度時，啟動過程結束，控制器開始按照反激式控制模式工作。假設在運轉中到達如圖1所示的位置時，轉子的極軛處在B相的位置，電機按逆時針方向旋轉。當收到b位置信號時，首先給A相的電磁繞組通電，電機沿離開A相的方向繼續旋轉，當收到c位置信號時，表明轉子的極軛已離開B相的位置處在C相的位置下，此時給A相的電磁繞組斷電，給B相的電磁繞組通電.由于之前的通電已使A相的電磁繞組達到了最大的充電電流，并且由于電感中的電流不能產生突變，故A相的電磁繞組在最大電流時開始放電，該電流所產生的強磁場迅速地將處在C相的位置上的轉子極軛向A相的位置吸引，其余各相的工作過程余此類推。本專利技術的技術方案是這樣實現的:一種基于反激式控制模式的控制器，所述的控制器包括電源電路、位置檢測電路、電流檢測電路、控制電路以及功率輸出電路，其特征在于:所述的控制器其控制電路根據位置檢測電路提供的轉子位置信號，分別控制各相電機繞組將預先存儲的能量在控制器斷開電源時通過功率輸出電路釋放能量對外做功，所述功率輸出電路中包含有一個受控的能量轉換單元，所述能量轉換單元包括控制開關和能量轉換電路，所述能量轉換電路包括電容C電路或電感L電路或LC電路，當斷開電源后，所述能量轉換電路采用電容C電路或電感L電路或LC電路與電機繞組的電感以并聯或串聯的形式共同構成一個振蕩電路，使之依靠存儲在電機繞組中的能量實現有衰減的周期振蕩。本專利技術所述的基于反激式控制模式的控制器，其所述控制開關為一雙向的導通開關，其一端與能量轉換電路的一端連接，其另一端與電機繞組的一端連接，電機繞組的另一端與所述能量轉換電路的另一端連接，所述控制開關的接通或斷開確定能量轉換電路與電機繞組接通或斷開。本專利技術所述的基于反激式控制模式的控制器，其所述功率輸出電路采用雙管控制時，所述功率輸出電路包括電源U、開關管ΤΙ、T2、續流二極管Dl、D2，以及與某相的電磁繞組L相連接的端點A、端點B ;所述開關管T1 一端與電源的正極相連接，其另一端即端點A與某相電磁繞組L的一端連接，所述某相電磁繞組L的另一端與開關管T2的一端即端點B連接，開關管T2的另一端與電源負極連接；所述續流二極管D1的陰極與電源正極連接，其陽極與端點B連接，所述續流二極管D2的陽極與電源負極連接，其陰極與端點A連接；所述開關管T1和T2的控制端與控制電路連接，在端點A與端點B之間連接有能量轉換單元，所述能量轉換單元包括控制開關K和電容C，所述控制開關C的一端與端點A連接，其另一端與電容C連接，所述電容C的另一端與端點B連接。本專利技術所述的基于反激式控制模式的控制器，其所述功率輸出電路采用單管控制時，所述功率輸出電路包括電源U、開關管ΤΙ、T2、續流二極管Dl、D2、本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于反激式控制模式的控制器，所述的控制器包括電源電路、位置檢測電路、電流檢測電路、控制電路以及功率輸出電路，其特征在于：所述的控制器其控制電路根據位置檢測電路提供的轉子位置信號，分別控制各相電機繞組將預先存儲的能量在控制器斷開電源時通過功率輸出電路釋放能量對外做功，所述功率輸出電路中包含有一個受控的能量轉換單元，所述能量轉換單元包括控制開關和能量轉換電路，所述能量轉換電路包括電容C電路或電感L電路或LC電路，當斷開電源后，所述能量轉換電路采用電容C電路或電感L電路或LC電路與電機繞組的電感以并聯或串聯的形式共同構成一個振蕩電路，使之依靠存儲在電機繞組中的能量實現有衰減的周期振蕩。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳奚平，
申請(專利權)人：陳奚平，
類型：發明
國別省市：四川;51
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