[发明专利]一种三合一控制器

说明书

技术领域

本发明属于控制器领域，具体涉及一种可适用于他励电机、串励电机和交流电机的的三合一控制器。

背景技术：

现在市场上某一种电机控制器只能对应控制一种电机，如此，要满足市场需求就要做很多种类的电机控制器，开发多种控制器对于一个公司来说造成研发难度大，使研发人员无法集中精力在一个控制器上，各个控制器的稳定性不能一一保证，而且多个控制器势必造成元器件和机械料不共用使成本上升；在生产方面，多个控制器组装方法不一，生产人员需要熟悉各种控制器生产流程，一定程度上会使生产效率降低及不良品率提高；控制器售后需要对控制器提供服务和维护，种类繁多的控制器也会造成后期维护困难；在管理等方面也会使问题变复杂。

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种通过PWM信号控制晶体管从而实现一种控制器通用于他励电机、串励电机、交流电机的三合一控制器。本发明的技术方案为：

包括控制芯片、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管；第一晶体管至第六晶体管为MOSFET晶体管或IGBT晶体管，控制芯片输出六路至第一晶体管至第六晶体管的栅极；第一晶体管另外两极和第四晶体管的另外两极形成串联，第二晶体管另外两极和第五晶体管的另外两极形成串联，第三晶体管另外两极和第六晶体管的另外两极形成串联；三条串联电路形成并联电路，并联电路的两端分别连接至直流电源的正极和负极从而形成并联回路；以第一晶体管和第四晶体管连接处的电气节点为A，第二晶体管和第五晶体管连接处的电气节点为B，第三晶体管和第六晶体管连接处的电气节点为C；当该三合一控制器控制他励电机或串励电机时，电气节点A和电气节点B分别连接励磁绕组的两端，电气节点C和直流电源的正极连接分别连接电枢绕组的两端；当该三合一控制器控制交流电机时，电气节点A、电气节点B、电气节点C分别连接交流电机的U相绕组，V相绕组、W相绕组的非公共电气节点的一端。

三合一控制器在控制他励或串励电机时，控制芯片输出控制信号至六个晶体管的栅极从而控制六个晶体管的导通和截止状态；第五晶体管处于导通状态；第一晶体管和第四晶体管处于交替导通和截止的状态，且第一晶体管和第四晶体管一个为导通则另一个为截止；第二晶体管处于截止状态；第三晶体管和第六晶体管处于交替导通和截止的状态，且第三晶体管和第六晶体管一个为导通则另一个为截止。

三合一控制器在控制他励电机时，控制芯片输出至第一晶体管、第四晶体管、第三晶体管、第六晶体管的控制信号为PWM信号，并通过控制各路PWM信号的占空比从而控制励磁绕组和电枢绕组的电流大小，处于交替导通和截止状态的某两个晶体管所接收的PWM信号的占空比之和为1。

三合一控制器在控制串励电机时，输出至第一晶体管、第四晶体管、第三晶体管、第六晶体管的控制信号为PWM信号，并通过控制各路PWM信号的占空比从而控制励磁绕组和电枢绕组的电流大小，且励磁绕组和电枢绕组的电流大小相等；处于交替导通和截止状态的某两个晶体管所接收的PWM信号的占空比之和为1。

三合一控制器在控制交流电机时，控制芯片输出控制信号至六个晶体管的栅极从而控制六个晶体管的导通和截止状态；当U相绕组和V相绕组通电时，第五晶体管处于导通状态，第二晶体管、第三晶体管、第六晶体管处于截止状态；第一晶体管和第四晶体管处于交替导通和截止的状态，且第一晶体管和第四晶体管一个为导通则另一个为截止；当V相绕组和W相绕组通电时，第六晶体管处于导通状态，第一晶体管、第三晶体管、第四晶体管处于截止状态；第二晶体管和第五晶体管处于交替导通和截止的状态，且第二晶体管和第五晶体管一个为导通则另一个为截止；当W相绕组和U相绕组通电时，第四晶体管处于导通状态，第一晶体管、第二晶体管、第五晶体管处于截止状态；第三晶体管和第六晶体管处于交替导通和截止的状态，且第三晶体管和第六晶体管一个为导通则另一个为截止。

三合一控制器在控制交流电机时，控制芯片通过输出PWM信号来控制处于交替导通和截止状态的晶体管，且通过控制PWM信号的大小控制U、V、W三相绕组上的电流的大小；处于交替导通和截止状态的某两个晶体管所接收的PWM信号的占空比之和为1。

第一晶体管至第六晶体管为MOSFET晶体管时，形成串联的两个晶体管，一个晶体管的源极连接另一晶体管的漏极，余下的另一个漏极连接直流电源的正极、另一个源极连接直流电源的负极；当第一晶体管至第六晶体管为IGBT晶体管时，形成串联的两个晶体管，一个晶体管的发射极连接另一晶体管的集电极，余下的另一个集电极连接直流电源的正极、另一发射极连接直流电源的负极。