[发明专利]永磁同步电机的控制系统

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机的控制系统，包括整流桥、逆变桥、控制板，PWM驱动模块、以及检测保护电路；所述的检测保护电路板包括信号采集单元、用以对所述的信号采集单元的输出进行标幺化的调理电路，以及与所述的调理电路输出连接的保护电路，所述的信号采集单元包括相电压采集单元和电流采集单元，所述的保护电路包括或门，所述的或门的两输入端分别与相电压采集单元和电流采集单元对应的调理电路的输出连接，所述的或门的输出端连接至所述的PWM驱动模块。本发明采用采集后硬件电路进行信号整理后直接控制PWM驱动模块，有效提高控制的鲁棒性，同时，将信号进行标幺化处理，整体电路控制清晰。采用信号调理电路统一了电流，电压的接口信号电平，方便检测电路的设计和归一化应用。

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种永磁同步电机的控制系统。

背景技术

永磁同步电机具有能量密度高、寿命长、无污染、易于维护等优点，在工业控制、能源交通、军事装备等领域获得了广泛的应用。永磁同步电机的控制系统的主电路通常由二极管整流器和逆变器构成，当发生故障或异常情况时，一般通过软件封锁PWM(脉宽调制)信号，控制PWM模块关闭驱动信号，停止逆变器运行的方式进行保护，该种方式适用于大多数故障情况，不过单一的软件保护方式严重依然控制电路的正常运行，一旦控制电路失效，便无法正常工作，同时软件保护方式缺乏对于主电路器件的保护，因此必须设计一种永磁同步电机控制电路的保护装置。

永磁同步电机的控制系统采用单一的软件保护方式时存在以下几个缺点：

(1)运行软件程序的控制芯片存在跑飞、死机的情况，一旦发生故障时不能正常工作，软件将无法执行保护程序，因此单一的软件保护方式存在一定的安全隐患；如何有效进行保护安全设计成为继续解决的问题。

(2)故障时电机控制系统的主电路输入、输出开关没有断开，由于只是停止逆变器的运行，二极管整流桥不受控制，因此整流输出的直流电压一直存在，这也会存在安全问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种永磁同步电机的控制系统，能有效提高控制安全性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种永磁同步电机的控制系统，包括整流桥、逆变桥、控制板，PWM驱动模块、以及检测保护电路；所述的检测保护电路板包括信号采集单元、用以对所述的信号采集单元的输出进行标幺化的调理电路，以及与所述的调理电路输出连接的保护电路，所述的信号采集单元包括相电压采集单元和电流采集单元，所述的保护电路包括或门，所述的或门的两输入端分别与相电压采集单元和电流采集单元对应的调理电路的输出连接，所述的或门的输出端连接至所述的PWM驱动模块。

在上述技术方案中，所述调理电路包括用以将采集信号整理为5V信号的信号调理电路，以及运算放大器，所述的运算放大器的正极经第一电阻R1与所述的信号调理电路输出连接，负极与自身输出端相连，输出端经第四电阻R4连接至所述的或门。

在上述技术方案中，还包括输入侧直流接触器，所述的输入侧直流接触器的三对触点对应串接入所述的整流桥的输入相上，所述的保护电路的输出端与输入侧直流接触器控制连接。

在上述技术方案中，所述的保护电路的输出经反相器接三极管的基极，三极管的集电极串接所述的输入侧直流接触器的继电器线圈后接24V，所述的三极管的发射极接地。

在上述技术方案中，还包括防止对母线电容充电时电流过流的预充电电路，所述的预充电电路包括设置在整流桥正极输出端的充电电阻、直流变换电源以及防过流直流接触器，其中，所述的直流变换电源的输入端与整流桥的输出相连接，所述的防过流直流接触器的继电器线圈串接在直流变换电源的输出侧，所述的防过流防过流直流接触器的一对常开触点与所述的充电电阻并联设置。

在上述技术方案中，所述的直流变换电源的输出为24V直流电，所述的防过流直流接触器为24V直流接触器。