[发明专利]一种串励电机直流调速器

说明书

技术领域

本发明涉及电机的调速控制技术领域，特别涉及一种串励电机直流调速器。

背景技术

目前，井下机车驱动电机主要采用的是直流串励电机，该类型电机具有起动转矩大，起动平滑等优点被广泛的应用于井下直流电机车中，但是与其配套机车控制器还是采用旧式的可控硅斩波器，刹车采用硬触点切换式刹车，该切换方式启动过程中不可靠，易出现故障，一旦发生故障则需整机进行维修，使直流调速器的使用寿命降低。由于直流串励电机的固有特性，在不改变其固有机械特性的前提下，很难对其进行较好的控制。

发明内容

本发明提出一种串励电机直流调速器，解决了现有直流电机无法在串励方式下工作在第二及第四象限的弊端，用电子开关的方式实现了对电机的转向进行控制，直流调速器结构简单、稳定，使串励电机具有他励特性。

本发明的技术方案是这样实现的：该串励电机直流调速器，包括设置于壳体上表面的向控制模块传递信号的调速手柄和换向手柄以及设置于壳体内部的电源模块，其中，

电源模块：用于为控制模块、励磁模块和电枢模块供电；

其技术要点是：还包括：

主电路模块：利用IGBT的导通或关闭，控制电机正转或者反转；

控制模块：给励磁模块是发送使能信号，控制励磁模块的开通或关断；给电枢模块发送使能信号、控制电机速度及方向信号，控制电枢模块的开通或关断；

IGBT驱动电路：根据接收到的电枢模块发送的PWM波信号，驱动主电路模块中的IGBT开通或关断；

励磁模块：在刹车或减速过程中，保持电机中励磁绕组与电枢绕组串联方式不变，用于补偿串励电机的励磁绕组中减少的电流，使电机的励磁绕组中的磁通保持不变；

电枢模块：输出占空比可调的PWM波，作为IGBT驱动电路的控制信号，同时为IGBT驱动电路供电；

电池：用于为主电路模块供电。

本发明的一种优选方案，所述电源模块、控制模块、IGBT驱动模块、励磁模块、电枢模块均独立封装在各自的壳体内。

本发明的另一种优选方案，所述主电路模块具有配合使用的用来控制电机转向的IGBT和二极管，第一二极管的负极连接第二二极管的负极，第一二极管与第二二极管的连接点再连接电机励磁绕组的一端，第三二极管的正极连接第四二极管的正极，第三二极管与第四二极管的连接点再与电机励磁绕组的另一端连接；第二二极管的正极与第三二极管的负极连接，第二二极管与第三二极管的连接点再连接第一IGBT的集电极、第二IGBT的集电极，第一IGBT的发射极连接第三IGBT的集电极，第一IGBT与第三IGBT的连接点再连接电机电枢绕组的一端，第二IGBT的发射极连接第四IGBT的集电极，第二IGBT与第四IGBT的连接点连接电枢绕组的另一端，第三IGBT的发射极与第四IGBT的发射极连接在一起，所述第一IGBT反并联第五二极管，所述第二IGBT反并联第六二极管，所述第三IGBT的反并联第七二极管，所述第四IGBT反并联第八二极管。

本发明的进一步优选方案，采用双极性PWM调制方式控制电机，在调速器启动或加速时，第一IGBT与第四IGBT同时导通或关断，第二IGBT与第三IGBT同时导通或关断，控制电机正转或反转；在调速器刹车或减速时，与第一IGBT反并联的第五二极管、与第四IGBT反并联的第八二极管同时导通。

本发明的进一步优选方案，在电机减速或刹车时，电枢绕组的电流增大，则与第一IGBT反并联的第五二极管导通，与第五第二极管串联的第二二极管、电机励磁绕组、第四二极管、电池、第八二极管、电枢绕组形成导通回路，与电机励磁绕组串联连接的励磁模块补充电流给电机励磁绕组，使串励电机具有他励特性。

本发明的再一种优选方案，所述的串励电机直流调速器并联连接多个电机。

一种串励电机控制方法，采用上述装置实现，在直流调速器减速和刹车过程中，利用与电机励磁绕组串联的励磁模块补充电流给电机励磁绕组，保持电机励磁绕组磁通不变，使串励电机在第二象限和第四象限工作，具有它励特性。