[发明专利]直流电机控制装置及其安全启动方法

说明书

技术领域

本发明属于直流电机控制技术领域，具体涉及一种直流电机控制装置和一种直流电机安全启动方法。

背景技术

直流电机在启动时启动电流较大，该特点十分显著。据统计测算，最大冲击电流可达到额定电流的15-20倍。远高于额定电流的直流电机启动电流对于直流电机本身造成严重的电流冲击和机械冲击。为规避启动电流造成安全隐患，在火力发电厂等场所采用电枢回路串接电阻作为直流电机的启动方式。上述启动方式存在缺陷及隐患，主要体现在以下几个方面。

其一，不能彻底解决直流电机启动过程中冲击电流大的问题。启动过程中直流电机的启动电流依旧大于其额定电流数倍，仍然可能由于启动电流过大而引起电机加速损坏。

其二，由多个大容量直流接触器和中间继电器、时间继电器组成控制回路，控制方式复杂且环节较多，导致较高的故障率和维护工作量，检修维护多有不便。

其三，在启动过程中任何一级电阻切换将直接导致直流电机非正常运行，电阻发热严重，电机过载，对于电气二次回路的正常工作造成威胁，在事故情况下导致有关开关拒跳闸，进一步扩大事故范围和严重程度。

为此，有必要提出一种新型直流电机控制装置及其控制方法，在直流电机的安全电流范围内实现启停。

发明内容

本发明针对现有技术的状况，克服上述缺陷，提供一种直流电机控制装置和一种直流电机安全启动方法。

本发明采用以下技术方案，所述直流电机控制装置包括核心处理单元、IGBT驱动回路、IGBT模块和电机控制单元，所述核心处理单元、IGBT驱动回路、IGBT模块和电机控制单元两两之间依次电连接并且顺序驱动，其中；

所述核心处理单元根据闭环反馈信号和电机启动操作信号输出第一PWM波形信号以驱动IGBT驱动回路；

所述IGBT驱动回路获取上述第一PWM波形信号，并且将上述第一PWM波形信号放大输出第二PWM波形信号以驱动IGBT模块；

所述IGBT模块获取上述第二PWM波形信号，并且根据上述第二PWM波形信号输出电机控制信号以驱动电机控制单元；

所述电机控制单元获取上述电机控制信号，并且根据上述电机控制信号调节直流电机的启动电流值。

根据上述技术方案，所述直流电机控制装置还包括电压电流测量模块，所述电压电流测量模块用于输出闭环反馈信号。

根据上述技术方案，所述电压电流测量模块包括励磁电流检测单元、电枢电压检测单元和电枢电流检测单元，所述励磁电流检测单元、电枢电压检测单元和电枢电流检测单元相互独立地电连接核心处理单元，所述励磁电流检测单元、电枢电压检测单元和电枢电流检测单元分别用于检测励磁电流参数、电枢电压参数和电枢电流参数，并且相应地输出励磁电流信号、电枢电压信号和电枢电流信号，所述核心处理单元同时获取上述励磁电流信号、电枢电压信号和电枢电流信号。

根据上述技术方案，所述直流电机控制装置还包括操作检测单元，所述操作检测单元用于检测电机启动操作信号。

根据上述技术方案，所述操作检测单元电连接核心处理单元，所述核心处理单元获取上述电机启动操作信号。

根据上述技术方案，所述核心处理单元根据闭环反馈信号调节第一PWM波形信号的PWM波形占空比。

根据上述技术方案，所述直流电机控制装置还包括状态指示单元，所述状态指示单元电连接核心处理单元，所述核心处理单元输出数据信息和/或告警信息，所述状态指示单元获取并且输出上述数据信息和/或告警信息，上述数据信息包括但不限于励磁电流参数、电枢电压参数和电枢电流参数，上述告警信息包括但不限于停机报警。

本发明还公开了一种直流电机安全启动方法，包括以下步骤：

步骤S1：所述核心处理单元根据闭环反馈信号和电机启动操作信号输出第一PWM波形信号以驱动IGBT驱动回路；

步骤S2：所述IGBT驱动回路获取上述第一PWM波形信号，并且将上述第一PWM波形信号放大输出第二PWM波形信号以驱动IGBT模块；

步骤S3：所述IGBT模块获取上述第二PWM波形信号，并且根据上述第二PWM波形信号输出电机控制信号以驱动电机控制单元；

步骤S4：所述电机控制单元获取上述电机控制信号，并且根据上述电机控制信号调节直流电机的启动电流值。