[发明专利]一种三直流电机正向串联控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种三直流电机正向串联控制系统及方法，八个IGBT模块采用两两串联的方式组成四桥臂并联在直流电源的正负极，正向串联的三直流电机分别串联四桥臂，三直流电机依次经速度传感器、电流传感器和速度调节模块后分别经两级PI控制器与参考电压合成器连接，参考电压合成器经PWM脉冲生成单元与四相逆变器连接，四相逆变器分别经电流调节模块和一级PI控制器与参考电压合成器连接，通过参考电压合成器连接至PWM脉冲生成单元，由PWM脉冲生成单元产生的脉冲控制信号控制八个IGBT模块的通断驱动三直流电机运行。本发明使用的电路元器件少，结构简单，且性能稳定可靠，具有推广使用的价值。

技术领域

本发明属于电机系统及控制技术领域，具体涉及一种三直流电机正向串联控制系统及方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高和现代化生产、办公自动化的发展，家用电器、工业机器人等设备都越来越趋向于高效率化、小型化及高智能化，作为执行元件的重要组成部分，电机必须具有精度高、速度快、效率高等特点，直流电机的应用也因此而迅速增长。

在具体应用中，直流电机应实现正向电动、反向电动、正向回馈制动以及反向回馈制动四种运动状态，电动运行下转速与电磁转矩同向，回馈制动运行下转速与电磁转矩反向，一般统称为直流电机的四象限控制。

现有技术中直流电机的四象限控制电路，往往结构复杂，功能模块较多，价格昂贵，但性能却不尽完善，如何设计一种结构简单，性能优异的驱动电路，是本领域技术人员一直研究的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种三直流电机正向串联控制系统及方法，对三个正向串联的直流电机进行四象限控制并节约直流电机系统。

本发明采用以下技术方案：

一种三直流电机正向串联控制系统，包括正向串联的三直流电机、四相逆变器和直流电源，四相逆变器包括八个IGBT模块，八个IGBT模块采用两两串联的方式组成四桥臂并联在直流电源的正负极，正向串联的三直流电机分别串联四桥臂，三直流电机依次经速度传感器、电流传感器和速度调节模块后分别经两级PI控制器与参考电压合成器连接，参考电压合成器经PWM脉冲生成单元与四相逆变器的输入端连接，四相逆变器的输出端分别与电流调节模块和三直流电机连接，电流调节模块经一级PI控制器与参考电压合成器连接，由PWM脉冲生成单元产生的脉冲控制信号控制八个IGBT模块的通断驱动三直流电机运行。

具体的，IGBT模块包括双极型晶体管芯片和二极管芯片，四桥臂具体为：第一桥臂由双极型晶体管芯片T1、T4以及并联在其上的二极管芯片D1、D4组成，第二桥臂由双极型晶体管芯片T3、T6以及并联在其上的二极管芯片D3、D6组成，第三桥臂由双极型晶体管芯片T5、T2以及并联在其上的二极管芯片D5、D2组成，第四桥臂由双极型晶体管芯片T7、T8以及并联在其上的二极管芯片D7、D8组成。

进一步的，第一桥臂T1与T4的中点为节点a点，第二桥臂T3与T6的中点为节点b点，第三桥臂T5与T2的中点为节点c点，第四桥臂T7与T8的中点为节点d点，三直流电机包括直流电机A、直流电机B和直流电机C，直流电机A经过一个耦合电感元件耦合后正极端口与节点a点相连，负极端口与节点b点相连；直流电机B经过一个耦合电感元件耦合后正极端口与节点b点相连，负极端口与节点c点相连；直流电机C经过一个耦合电感元件耦合后正极端口与节点c相连，负极端口与节点d相连。