[发明专利]一种多绕组电磁机构接触器的软起动控制方法

权利要求书

1.一种多绕组电磁机构接触器的软起动控制方法，其特征在于，提供一多绕组电磁系统，包括静铁心、N个绕制在所述静铁心上的绕组，每个绕组m匝，每个绕组的激励输入端口分别连接对应的电磁机构驱动电路，每一电磁机构驱动电路分别经相应的隔离驱动电路与一嵌入式控制系统连接，每个绕组还分别经相应的电流传感器与嵌入式控制系统连接，嵌入式控制系统通过电磁机构驱动电路的PWM控制来调节每个绕组的电流，进而控制等效总激磁安匝；所述电磁机构驱动电路包括第一电力电子开关、第二电力电子开关、第一二极管、第二二极管，第一电力电子开关一端与电源正极、第二二极管阴极连接，第一电力电子开关另一端与绕组的激励输入端口正极、第一二极管的阴极连接，第二电力电子开关的一端与第二二极管的阳极、绕组的激励输入端口负极连接，第二电力电子开关的另一端与第一二极管的阳极、电源负极连接，第一电力电子开关的控制端、第二电力电子开关的控制端分别与隔离驱动电路的第一输出端、第二输出端连接；该方法具体实现如下：

多绕组电流闭环控制过程：交/直流输入电源经整流滤波后变为平稳的直流电压，分别施加到N个电磁机构驱动电路上，而后N个电磁机构驱动电路输出的驱动电压分别通过N个绕组的激励输入端口施加到N个绕组上；嵌入式控制系统经由N个电流传感器分别检测到N个绕组的绕组电流，而后分别与参考电流进行比较计算得到误差信号，而后根据误差信号来调节输出至隔离驱动电路的PWM信号，PWM信号经隔离驱动电路隔离放大后，输出开关驱动信号至各电磁机构驱动电路，并最终控制施加在各绕组两端高频方波电压的导通周期数及占空比，从而实现多绕组的电流闭环控制；

软起动控制过程：以多绕组电流闭环控制为基础，在起动过程中将参考电流设为起动电流值，在嵌入式控制系统中将起动电流值N等分后分别与N个绕组的绕组电流比较，计算得到误差信号，嵌入式控制系统一方面根据误差信号产生占空比及导通周期数可调的PWM信号，另一方面接受更高优先级的软起动控制逻辑程序的控制：软起动控制逻辑强行修改PWM信号，首先将经隔离驱动电路第二输出端输出的PWM信号设置为高电平，经隔离放大后输出以使得第二电力电子开关为常开状态；而后，将经隔离驱动电路第一输出端输出的PWM信号根据误差信号自动调节PWM的导通周期数及占空比，经隔离放大后输出以驱动第一电力电子开关。

2.根据权利要求1所述的一种多绕组电磁机构接触器的软起动控制方法，其特征在于，所述软起动控制过程，是利用绕组电流上升及衰减的时差来进行N个绕组的分时交错激磁来实现的，具体实现如下：

令N=3，且起动电流值为i_s；嵌入式控制系统检测3个绕组的电流，当检测到任一绕组的电流<i_s/3时，嵌入式控制系统根据误差信号，产生PWM驱动，使激磁电压施加到该绕组上，对绕组电流进行闭环控制，直至绕组电流>=i_s/3，同时软起动控制逻辑将其他两个绕组的PWM信号强行修改为低电平，绕组电流进入续流衰减状态；之后继续检测3个绕组的电流，进行同样的控制过程，当检测到多个绕组电流同时<i_s/3时，软起动控制逻辑按照绕组1>绕组2>绕组3的优先级顺序进行有选择性的激磁控制；在每个时刻仅有一个绕组从整流滤波回路中汲取功率，由于每个绕组的电流上升速度远大于电流下降速度，最终每个绕组都可以快速达到i_s/3，之后在电流闭环及软起动控制逻辑作用下维持动态恒定，该方法避免了大容量多绕组电磁机构各绕组同时激磁产生的输入涌流，完成了软起动控制。