專利名稱：基于脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁機(jī)構(gòu)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于輸配電設(shè)備的中低壓電器領(lǐng)域，涉及一種永磁機(jī)構(gòu)控制器， 特別涉及一種基于脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁機(jī)構(gòu)控制器。
背景技術(shù)：
由于直流電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的特有優(yōu)點(diǎn)，在船舶電力等領(lǐng)域具有由傳統(tǒng)的低壓交 流輻射型網(wǎng)絡(luò)向中壓交流/直流環(huán)網(wǎng)過渡的趨勢(shì)。因此開展中壓直流電力系 統(tǒng)及配套設(shè)備的研究已成為世界性的熱點(diǎn)。對(duì)于中壓直流電網(wǎng)而言，直流斷 路器的缺乏使其成為研究直流網(wǎng)絡(luò)保護(hù)動(dòng)作的重要環(huán)節(jié)之一。由于永磁機(jī)構(gòu) 所具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)及其在真空斷路器和接觸器領(lǐng)域的成功應(yīng)用，永磁操動(dòng)機(jī) 構(gòu)也逐漸應(yīng)用于直流斷路器領(lǐng)域。近年來前人針對(duì)永磁機(jī)構(gòu)做過各種有益的探索，這些探索主要基于如下 思想，即將電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)或彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)替換成永磁機(jī)構(gòu)，利用永磁力使永 磁機(jī)構(gòu)保持在合閘位置，通過合閘控制和分閘控制實(shí)現(xiàn)永磁機(jī)構(gòu)的合閘與分 閘。雖然具備上述工作特性的傳統(tǒng)永磁機(jī)構(gòu)具有節(jié)能降噪，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高 吸合可靠性等諸多優(yōu)點(diǎn)，然而這些研究還存在一些缺陷，主要表現(xiàn)為以下兩 種形式一、永磁機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制器在電網(wǎng)系統(tǒng)供電電壓偏低或不正常供電時(shí)， 永磁機(jī)構(gòu)無法可靠分?jǐn)?；二、?dāng)長(zhǎng)期失電后，永磁機(jī)構(gòu)因人為原因不慎閉合 需要分?jǐn)鄷r(shí)，由于控制電路無儲(chǔ)能而無法分?jǐn)唷ａ槍?duì)上述不足，申請(qǐng)人也進(jìn)行了專題研究，并先后申請(qǐng)了專利號(hào)為CN200510041964.1,專利名為'永磁機(jī)構(gòu)接觸器合閘失壓保護(hù)和分閘提高 剛分速度的方法，的專利和專利號(hào)為CN200610104936.4，專利名為'一種 具有并聯(lián)磁路的永磁機(jī)構(gòu)接觸器'的專利，對(duì)傳統(tǒng)永磁機(jī)構(gòu)工作原理提出了
改進(jìn)，提高了永磁機(jī)構(gòu)工作可靠性，也保留了傳統(tǒng)永磁機(jī)構(gòu)所具的節(jié)能降噪 等優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上提出了工作原理有別于傳統(tǒng)永磁機(jī)構(gòu)的新型永磁機(jī) 構(gòu)，新型永磁機(jī)構(gòu)的工作原理主要進(jìn)行了以下改進(jìn)永磁機(jī)構(gòu)在合閘位置處 永久磁鐵提供的磁吸力小于彈簧反力，給線圈通一較小電流，使永久磁鐵和 線圈的合成磁勢(shì)產(chǎn)生吸力保持永磁機(jī)構(gòu)閉合，當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)供電電壓偏低或線 圈兩端不通電時(shí)永磁機(jī)構(gòu)會(huì)在反力作用下自動(dòng)分?jǐn)唷Ｄ壳?，?duì)于永磁機(jī)構(gòu)控制器的研究大都集中在傳統(tǒng)永磁機(jī)構(gòu)控制器上， 但是由于上述無需分閘控制能夠自動(dòng)分?jǐn)嗟男滦陀来艡C(jī)構(gòu)其控制原理與傳 統(tǒng)永磁機(jī)構(gòu)不同，故對(duì)于該新型永磁機(jī)構(gòu)的控制器還少有研究。此外現(xiàn)有控 制器普遍引入微處理器，雖然微處理器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)永磁機(jī)構(gòu)分、合閘的 智能控制，但仍存在一些不足，主要表現(xiàn)在當(dāng)開關(guān)電器運(yùn)行于惡劣的工作環(huán) 境中時(shí)，由于眾多干擾源可能造成微處理器軟硬件無法正常工作，例如硬 件部分，通常微處理器都有一個(gè)復(fù)位引腳，用于系統(tǒng)的復(fù)位，但復(fù)位電路易 受電源波動(dòng)的干擾，當(dāng)微處理器電源受到干擾后，電壓下降至低電平時(shí)，復(fù) 位端電位也隨之下降至低電平，使微處理器無法正常工作；軟件部分，程序 在運(yùn)行過程中，有時(shí)由于某種噪聲干擾的影響，會(huì)出現(xiàn)死循壞現(xiàn)象，或者出 現(xiàn)程序"亂飛"現(xiàn)象，影響系統(tǒng)的正常工作。上述因素都會(huì)降低控制器的工 作穩(wěn)定性和可靠性。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于提出一種基于脈寬調(diào)制技術(shù)(PWM)的永磁機(jī)構(gòu)控制器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)上述新型永磁機(jī)構(gòu)的 控制，該控制器以PWM控制芯片為核心元件采用電子電路控制，克服了上 述現(xiàn)有控制器的不足，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，控制過程穩(wěn)定，抗干擾 能力強(qiáng)及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案
一種基于脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁機(jī)構(gòu)控制器，包括線圈供電模塊和脈寬調(diào) 制控制模塊，'其特征在于，所述的線圈供電模塊由整流濾波電路和相連接的 降壓斬波電路組成；所述的脈寬調(diào)制控制模塊由延時(shí)電路、控制信號(hào)調(diào)節(jié)電 路和PWM控制電路組成；在脈寬調(diào)制控制模塊內(nèi)部，延時(shí)電路、控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路和PWM控制電路依次相連，輔助電源分別為延時(shí)電路、控制信號(hào) 調(diào)節(jié)電路和PWM控制電路提供所需直流電壓；脈寬調(diào)制控制模塊的PWM 控制電路與線圈供電模塊的降壓斬波電路連通；交流輸入電源經(jīng)整流濾波電路整流濾波為降壓斬波電路所需的平滑直 流電壓，該平滑直流電壓通過降壓斬波電路獲得所需的可調(diào)直流斬波電壓加在永磁機(jī)構(gòu)操作線圈上；脈寬調(diào)制控制模塊的PWM控制電路將延時(shí)電路和控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路 提供的可變給定控制信號(hào)與PWM控制電路產(chǎn)生的鋸齒波信號(hào)進(jìn)行比較，確 定輸出控制脈沖的占空比，通過控制脈沖的通斷調(diào)節(jié)線圈兩端的直流斬波電壓。本發(fā)明提出的基于脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)的永磁機(jī)構(gòu)控制器，具有如下的技術(shù)特點(diǎn)1、 新型永磁機(jī)構(gòu)線圈兩端加的控制電壓為直流斬波電壓，由于控制器中選用的功率開關(guān)器件MOSFET的工作頻率高，當(dāng)工作頻率達(dá)到幾十千赫 時(shí)即可避免由于線圈通以低頻斬波電壓而使永磁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)噪音，達(dá)到 與線圈兩端通直流電壓同樣的效果，同時(shí)省去了輸出濾波環(huán)節(jié)，克服了由于 儲(chǔ)能元件易壞而使控制器可靠性降低的缺點(diǎn)，有效的降低了控制器成本，縮 小了控制器體積。2、 根據(jù)新型永磁機(jī)構(gòu)的工作原理，要求線圈兩端所加的控制電壓在合 閘過程完成后能夠由高的合閘電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)成低的保持電壓，這個(gè)控制電壓 自動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)功能通過延時(shí)電路和控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路實(shí)現(xiàn)，并且延時(shí)電路可 根據(jù)不同的合閘時(shí)間調(diào)節(jié)合閘電壓維持時(shí)間，同時(shí)控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路輸出的 控制信號(hào)，其高低電壓值均可靈活調(diào)節(jié)，從而使合閘電壓和保持電壓能夠分 別實(shí)現(xiàn)單獨(dú)調(diào)節(jié)。3、本發(fā)明對(duì)控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路提出兩種實(shí)現(xiàn)方式，其中方式一是由調(diào) 壓電路和三極管組成，該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元器件數(shù)量少，有利于控制器的小 型化，但是由于這種方式對(duì)于控制信號(hào)高低電壓值的單獨(dú)調(diào)節(jié)，原理較為復(fù) 雜，調(diào)節(jié)不方便，故本發(fā)明又提出第二種實(shí)現(xiàn)方式，方式二是由二選一數(shù)控模擬開關(guān)CD4053和調(diào)壓電路組成，該電路對(duì)于控制信號(hào)高低電壓值的單獨(dú) 調(diào)節(jié)，原理簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，實(shí)現(xiàn)了對(duì)控制信號(hào)的精確調(diào)節(jié)。


圖1是新型永磁機(jī)構(gòu)線圈供電電壓示意圖；圖2是基于脈寬調(diào)制技術(shù)永磁機(jī)構(gòu)控制器的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是控制器主電路原理圖；圖4是主電路實(shí)測(cè)輸出電壓波形；圖5是控制器延時(shí)電路原理圖；圖6是延時(shí)電路實(shí)測(cè)輸出電壓波形；圖7是PWM控制芯片TL494脈寬調(diào)壓原理圖；圖8是控制器PWM控制電路原理圖；圖9是控制器兩種控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路原理圖；圖10是控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路和PWM控制電路實(shí)測(cè)輸出電壓波形；以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
1、新型永磁機(jī)構(gòu)控制原理及控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)新型永磁機(jī)構(gòu)控制原理與傳統(tǒng)永磁機(jī)構(gòu)工作原理不同，新型永磁機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)無需分閘控制即
可自動(dòng)分?jǐn)?，而?shí)現(xiàn)上述改進(jìn)主要在于對(duì)永磁機(jī)構(gòu)的控制電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖 1是新型永磁機(jī)構(gòu)線圈供電電壓示意圖，在永磁機(jī)構(gòu)吸合過程，線圈兩端通 以高占空比的直流斬波電壓或等效的直流吸合電壓V ，g使永磁機(jī)構(gòu)在較 大的電磁吸力作用下完成合閘運(yùn)動(dòng)，此后控制電壓將自動(dòng)降為一低占空比的 直流斬波電壓或等效的直流保持電壓使永磁體和線圈產(chǎn)生的吸力力 克服反力彈簧的反力將永磁機(jī)構(gòu)保持在合閘狀態(tài)。 2)控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)對(duì)新型永磁機(jī)構(gòu)的控制，輸出該永磁機(jī)構(gòu)需要的線圈供電電壓，本發(fā)明提出一種以PWM控制芯片為核心元件，基于脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁 機(jī)構(gòu)控制器，圖2是基于脈寬調(diào)制技術(shù)永磁機(jī)構(gòu)控制器的結(jié)構(gòu)框圖，控制器 由線圈供電模塊和脈寬調(diào)制控制模塊組成，線圈供電模塊由整流濾波電路和 降壓斬波電路組成，脈寬調(diào)制控制模塊由輔助電源，延時(shí)電路，控制信號(hào)調(diào) 節(jié)電路，PWM控制電路組成。控制器的工作原理為交流工頻電源經(jīng)整流濾波電路整流濾波為降壓斬波電路所需的平滑直流電壓，該直流電壓通過由功率開關(guān)器件MOSFET和 續(xù)流二極管構(gòu)成的降壓斬波電路，獲得所需的可調(diào)直流斬波電壓，加在永磁 機(jī)構(gòu)操作線圈上，PWM控制電路將延時(shí)電路和控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路提供的可 變給定控制信號(hào)和PWM控制芯片內(nèi)置振蕩器產(chǎn)生的鋸齒波信號(hào)進(jìn)行比較， 確定輸出控制脈沖的占空比，控制脈沖通過控制降壓斬波電路中功率開關(guān)器 件MOSFET的通斷，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)線圈兩端的直流斬波電壓，控制信號(hào)調(diào) 節(jié)電路可由兩種方式實(shí)現(xiàn)，輔助電源則為延時(shí)電路，控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路， PWM控制電路提供所需直流電壓。 2、控制器電路設(shè)計(jì)方案 1)主電路設(shè)計(jì)降壓斬波電路，電路采用MOSFET作為主控元件，實(shí)現(xiàn)了 AC-DC的轉(zhuǎn)
變。結(jié)合圖3、圖4對(duì)本發(fā)明提出的主電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行如下的詳細(xì)說明，圖3為控制器主電路原理圖，整流橋D1，輸入濾波電容C，電阻Rc組成輸入 整流濾波電路，Rc為泄放電阻，可將輸入濾波電容上積累的電荷泄放掉， 避免因電荷積累而使斷電后電容兩端帶電，保證使用的安全性，而保險(xiǎn)絲F 用于保護(hù)電路中過電流時(shí)的安全分?jǐn)?。功率開關(guān)器件MOSFET管Q，續(xù)流 二極管D2組成直流降壓斬波電路，Rg為串入柵極一只低值電阻，可以防止 功率管柵極，源極端電壓振蕩，Rs為并聯(lián)在柵極與漏極之間，作為功率管 MOSFET關(guān)斷時(shí)能量瀉放回路，保證開關(guān)管能快速關(guān)斷，Rb、 Cb形成 MOSFET的RC保護(hù)電路。電路工作原理如下單相50Hz、 220V交流電壓，通過全橋整流電路及 電容的平滑濾波得到穩(wěn)定直流輸入U(xiǎn)in， Q導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓U。ut與輸入電 壓Uin相同；當(dāng)Q關(guān)斷時(shí)輸出電壓U。ut近似為零，故^1="^,其中a為Q的導(dǎo)通占空比，U。ut即為加在線圈兩端的直流斬波電壓。U。ut的調(diào)節(jié)是通過改變加在MOSFET管柵極驅(qū)動(dòng)電壓的導(dǎo)通占空比a來實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)通占空比a 的調(diào)節(jié)是通過PWM控制電路實(shí)現(xiàn)的，具體工作原理將在后面進(jìn)行詳細(xì)的說 明。圖4為負(fù)載是線圈時(shí)，主電路實(shí)測(cè)輸出電壓波形，由圖可知主電路在剛 上電時(shí)先輸出持續(xù)時(shí)間為50ms的高占空比的斬波直流電壓，再降為低占空 比的斬波直流電壓。2)延時(shí)電路設(shè)計(jì)延時(shí)電路的功能即是在新型永磁機(jī)構(gòu)合閘過程中將合閘電壓延時(shí)一個(gè) 合閘時(shí)間。結(jié)合圖5、圖6對(duì)本發(fā)明提出的延時(shí)電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行如下的詳細(xì) 說明，圖5為延時(shí)電路原理圖，延時(shí)電路由電壓比較器LM2903及其外圍電 路實(shí)現(xiàn)，該電路用單電源供電，V15為+ 15V。R4為上拉電阻，由于LM2903 的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時(shí)輸出端到正電
源一般須接一只電阻，選3 15K。選不同阻值的上拉電阻會(huì)影響輸出端高 電位的值。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上 拉電阻與負(fù)載的值。LM2903的正相輸入端加一個(gè)RC延遲電路， W(/) = (1-^F15，其中r-i 3C6。當(dāng)t=t時(shí)Uc(t) = 9.48V，反相相輸入端加 一個(gè)固定的參考電壓電路，參考電壓U-二Uc("二9.48V。 R,禾P 112根據(jù) "-=/ 2/ (i !+i 2) XFA5來選取。延時(shí)電路的工作過程如下當(dāng)控制器通電工作時(shí)，電容C6開始充電， 當(dāng)時(shí)正相輸出端電壓Uc(t)小于反相輸入端電壓U-， LM2903輸出電壓 UT為零電平。當(dāng)f》時(shí)，正相輸出端電壓Uc(t)大于反相輸入端電壓U-，比 較器LM2903反轉(zhuǎn)，UT輸出為高電平。t即為永磁機(jī)構(gòu)在合閘過程所需的合閘時(shí)間，R3選用可變電阻，改變R3阻值即可調(diào)節(jié)t，也就是合閘時(shí)間的大小。例如，取吸合時(shí)間t二50ms，因此取R3二10kD， C5 = 5pf。圖6為延時(shí)電路實(shí)測(cè)輸出電壓波形，圖中標(biāo)號(hào)分別表示，1為L(zhǎng)M2903 反相輸入端電壓U-， 2為L(zhǎng)M2903正相輸出端電壓Uc(t)， 3為L(zhǎng)M2903輸 出電壓Ut，由圖可知延時(shí)電路能夠?qū)崿F(xiàn)將零電位延時(shí)50ms的功能。 3)控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路和PWM控制電路設(shè)計(jì)結(jié)合圖7，圖8，圖9和圖IO對(duì)本發(fā)明提出的PWM控制電路和兩種控 制信號(hào)調(diào)節(jié)電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行如下的詳細(xì)說明。P麗控制電路采用P麗控制芯片，其型號(hào)為電壓驅(qū)動(dòng)型脈寬調(diào)制器 TL494。圖7是PWM控制芯片TL494脈寬調(diào)壓原理圖，其中TL494輸出脈 寬調(diào)制控制脈沖為TL494內(nèi)部驅(qū)動(dòng)輸出晶體管VT,(圖中未示出，可參見 P麗控制芯片說明書)的發(fā)射極輸出脈沖電壓，其工作過程為PWM控制 信號(hào)Uw與PWM控制芯片TL494內(nèi)置振蕩器所產(chǎn)生的鋸齒波信號(hào)分別輸入 PWM控制芯片TL494內(nèi)部PWM比較器的正相輸入端和反相輸入端，比較 器輸出控制VT,的導(dǎo)通截止，通過VT,發(fā)射極即9腳輸出相應(yīng)的脈寬調(diào)制控制脈沖。由于VT,發(fā)射極輸出寬度隨PWM比較控制信號(hào)電壓的升高而變窄，因此PWM控制信號(hào)Uref高低電壓輸入順序與TL494輸出高低占空 比的控制脈沖輸出順序相反。圖8是PWM控制電路原理圖，控制信號(hào)Uref通過TL494的3腳即PWM比較器輸入端輸入，實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)壓功能TL494采用單端輸出工作方式即僅使用輸出晶體管VT,，將9腳即VT,的發(fā)射極作為控制脈沖的輸出?？刂破鞯墓ぷ黝l率由TL494的工作頻率決定，其工作頻率僅取決于外接在TL494振蕩器上的定時(shí)元件，即電阻RT和電容CT的數(shù)值。振蕩頻率/ = *。如工作頻率設(shè)定為20kHz，則取電阻RT二50kQ，電容CT=0.001nf。圖9是兩種控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路原理圖，控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路實(shí)現(xiàn)方式一如 圖a所示，三極管Q,與可調(diào)電阻R7并聯(lián)，其基極與延時(shí)電路的輸出相接， 其工作過程為當(dāng)Kr時(shí)，即合閘過程，LM2903輸出端向三極管Q1的基 極輸出零電平，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，控制信號(hào)調(diào)節(jié)為低電壓，其值為t/ref =/ 8r15/(/ 6+/ 7+i 8);當(dāng)t》r時(shí)，即保持狀態(tài)，比較器LM2903反轉(zhuǎn)，向三 極管Q1的基極輸出高電平，Ql導(dǎo)通，工作于飽和狀態(tài)，其飽和管壓降U^二0.6V，此時(shí)R7相當(dāng)于被三極管Ql短接，故控制信號(hào)t/re產(chǎn)&(^ —0.6)/(/ 6+/ 8)。吸合過程和飽和保持過程的控制信號(hào)Uref由導(dǎo)通占空比a吸合、 a保持和TL494基準(zhǔn)鋸齒波電壓伏值決定。TL494基準(zhǔn)鋸齒波電壓范圍為0 3.3V， 《吸合=^/等娜合/￡4、 a保持二t/等謝呆持/t/in，其中Uin為整流濾波后直流電壓 Uin=300V，由此可得吸合參考電壓t/rd^=3.3cc吸合，保持參考電壓t4f保持二3.30t保持，調(diào)節(jié)R7、 R8的阻值可以調(diào)節(jié)C/ref吸合和t4f保持的值。控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路實(shí)現(xiàn)方式二如圖b所示，由Rh,、 Rffi組成的調(diào)壓電路與CD4052的輸入端Xio連接，由Ru、 Ru組成的調(diào)壓電路與CD4052的 輸入端Xn連接，LM2903輸出端與CD4052控制端A連接，CD4053的控
制端B接地，CD4053的輸出端Xo輸出控制信號(hào)Uref，其工作過程為，當(dāng) /<r時(shí)，LM2903輸出零電平，CD4052的輸入通道Xio與輸出端Xo接通， 控制信號(hào)t4f二T^ K15/(i H2+Wm);當(dāng)Or時(shí)，即保持狀態(tài)，比較器LM2903 反轉(zhuǎn)輸出高電平，CD4052的輸入通道Xi,與輸出端Xo接通，控制信號(hào)t^f K15/(WU+/ U);調(diào)節(jié)&2、 R^的阻值可以分別單獨(dú)調(diào)節(jié)t4f吸合和t4f ，的值，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的精確調(diào)節(jié)。圖10為控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路和PWM控制電路實(shí)測(cè)輸出電壓波形，圖中 標(biāo)號(hào)分別表示，1為TL494輸出控制脈沖，2為TL494內(nèi)置振蕩器產(chǎn)生的鋸 齒波，3為控制信號(hào)Uef，由圖可知當(dāng)控制器開始工作，控制信號(hào)先輸出一 延時(shí)為50ms的吸合參考電壓，之后自動(dòng)調(diào)節(jié)為保持參考電壓，TL494輸出 的控制脈沖占空比也隨之改變。
權(quán)利要求
1、一種基于脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁機(jī)構(gòu)控制器，包括線圈供電模塊和脈寬調(diào)制控制模塊，其特征在于，所述的線圈供電模塊由整流濾波電路和相連接的降壓斬波電路組成；所述的脈寬調(diào)制控制模塊由延時(shí)電路、控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路和PWM控制電路組成；在脈寬調(diào)制控制模塊內(nèi)部，延時(shí)電路、控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路和PWM控制電路依次相連，輔助電源分別為延時(shí)電路、控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路和PWM控制電路提供所需直流電壓；脈寬調(diào)制控制模塊的PWM控制電路與線圈供電模塊的降壓斬波電路連通；交流輸入電源經(jīng)線圈供電模塊的整流濾波電路整流濾波為降壓斬波電路所需的平滑直流電壓，該平滑直流電壓通過降壓斬波電路獲得所需的可調(diào)直流斬波電壓加在永磁機(jī)構(gòu)操作線圈上；脈寬調(diào)制控制模塊的PWM控制電路將延時(shí)電路和控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路提供的可變給定控制信號(hào)與PWM控制電路產(chǎn)生的鋸齒波信號(hào)進(jìn)行比較，確定輸出控制脈沖的占空比，通過控制脈沖的通斷調(diào)節(jié)線圈兩端的直流斬波電壓。
2、 如權(quán)利要求1所述的基于脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁機(jī)構(gòu)控制器，其特征 在于，所述的降壓斬波電路由功率開關(guān)器件MOSFET和續(xù)流二極管構(gòu)成。
3、 如權(quán)利要求1所述的基于脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁機(jī)構(gòu)控制器，其特征 在于，所述的P麗控制電路采用P麗控制芯片，其型號(hào)為電壓驅(qū)動(dòng)型脈寬調(diào) 制器TL494。
4、 如權(quán)利要求1所述的基于脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁機(jī)構(gòu)控制器，其特征 在于，所述的延時(shí)電路由比較器LM2903、 RC延遲電路和分壓電路組成。
5、 如權(quán)利要求1所述的基于脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁機(jī)構(gòu)控制器，其特征 在于，所述的控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路由調(diào)壓電路和三極管組成，或者由二選一數(shù) 控模擬開關(guān)和調(diào)壓電路組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于脈寬調(diào)制技術(shù)的永磁機(jī)構(gòu)控制器，包括線圈供電模塊和脈寬調(diào)制控制模塊，線圈供電模塊由整流濾波電路和相連接的降壓斬波電路組成；脈寬調(diào)制控制模塊由延時(shí)電路、控制信號(hào)調(diào)節(jié)電路和PWM控制電路組成；其工作過程為交流電經(jīng)整流濾波，通過降壓斬波電路，獲得所需的可調(diào)直流斬波電壓，加在永磁機(jī)構(gòu)操作線圈上，PWM控制電路輸出控制脈沖，通過控制降壓變換器中功率開關(guān)器件的通斷，調(diào)節(jié)線圈兩端的控制電壓；本發(fā)明的控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)無需分閘控制可自動(dòng)分?jǐn)嗟男滦陀来艡C(jī)構(gòu)的控制，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，控制過程穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)及成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01H47/00GK101127286SQ200710018279
公開日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月17日
發(fā)明者劉懿瑩, 翊 吳, 潘晨曦, 王小華, 榮命哲 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)