[发明专利]直流电动机控制电路、制动方法、发电方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机的控制电路、制动方法、发电方法和装置，特别是一种用于串励直流电动机的控制电路、其制动方法、发电方法和装置。

背景技术

目前，在牵引城市轻轨、无轨、有轨电车，牵引矿山、工厂电力机车，驱动电动高尔夫球车、电动巡逻车、电动游览观光车、场地电动服务车，驱动电动叉车、推垛车、电动摩托车、自行车和其他多种起重、运输设备中以及其他需要电动设备的工业领域，串励直流电动机因其优异的性能得到了广泛的应用。

在实际应用中，串励直流电动机的驱动控制，包括启动、调速、制动和反转。根据串励直流电动机的基本知识，串励直流电动机启动使用的方法有串接电阻启动、降低电压启动和直流斩波启动。调速方法有改变串接电阻调速、改变电压调速、弱磁调速和直流斩波调速。串励直流电动机的反转运行，一般是改变励磁绕组或电枢绕组的接线方向，传统的方法是用接触器或其他机械开关来改变励磁绕组的接线方向实现串励直流电动机的反转。串励直流电动机的制动，由于串励直流电动机固有的特性，传统的应用只能进行能耗制动和反接制动，不能进行回馈制动，不能将制动时电动机的能量再利用，造成能源的很大浪费。串励直流电动机的能耗制动方法有他励能耗制动和自励能耗制动两种；串励直流电动机的反接制动有电枢电压反接制动和转速反向的反接制动两种。

专利文献1，实用新型专利《电力机车全数字化IGBT斩波调速装置》(中国，分类号：H60L15/38，申请日：2005年11月29日，授权公告日：2007年1月10日，专利号：200520093900.1)中所述的制动电路和方法，是串励直流电动机的斩波驱动方法，没有电制动功能，没有电机反转功能。

专利文献2，实用新型专利《绞车电机能耗制动刹车装置》(中国，分类号：H02P3/12，申请日：2002年1月21日，授权公告日：2002年10月30日，专利号：02215263.6)中所述的制动电路和方法，是在电机制动时，通过开关切换，给励磁绕组供电，使电动机处于发电状态，在电动机电枢两端并接能耗电阻，通过能耗电阻，将制动时发电状态的电动机的电能消耗掉，从而达到制动的目的。这种制动方法是串励直流电动机的他励能耗制动方法。电路没有反转功能。

专利文献3，实用新型专利《节能型直流电机斩波调速器》(中国，分类号：H02P7/28，申请日：2002年7月23日，授权公告日：2003年7月9日，专利号：02274322.7)所述的电路和方法，是一种直流斩波调速电路，采用绝缘栅式双极晶体管模块(IGBT模块)，通过脉宽调制来实现电动机的启动、调速和制动。通过调节绝缘栅式双极晶体管模块(IGBT模块)的导通脉宽比来控制电机的速度。在能耗电路中串接二极管，使电路在牵引工作时无电流通过，达到节能的目的。在电动机制动时，利用开关断开输入电源，利用直流接触器和二极管使电机转子在电路中反接，并在电路中串入电阻，在励磁绕组的剩磁作用下，电路中产生电流实现制动的，通过功率器件，短接部分制动电阻，调节功率器件的导通脉宽比来控制制动力的大小。这种制动方法，是串励直流电动机的带有脉冲宽度调节制动力矩大小的自励能耗制动方法，电动机的电能消耗在制动电阻中。电路没有电机反转功能。

专利文献4，实用新型专利《工矿电机车斩波调速电气装置》(中国，分类号：H02P7/28、H02P7/298，申请日：2005年12月27日，授权公告日：2007年5月16日，专利号：200520052895.X)中所述的制动电路和方法，是一种直流斩波调速电路，驱动两台串励直流电动机，通过脉宽调制来实现电动机的启动、调速和制动。通过调节功率器件的导通脉宽比来控制电机的速度。在电动机制动时，利用直流接触器使两台串励直流电动机的电枢反接并互换，并在电路中串入电阻，形成交叉励磁再生回馈电阻能耗混合电制动。这种制动方法，是串励直流电动机的带有脉冲宽度调节制动力矩大小的相互自励制动方法，电动机的电能一部分消耗在制动电阻中，另一部分回馈到输入直流电源。串励直流电动机的反转是用接触器将电枢绕组反接来实现的。