一种限制电流冲击的电机制动电路

本技术涉及电机制动电路的，特别涉及一种限制电流冲击的电机制动电路。

背景技术：

1、永磁同步电机和风轮是风机的重要组成部件，在永磁同步电机断电时，迎面吹来的自然风吹动风轮按正常运行方向的反方向旋转，若此时永磁同步电机直接上电运行，则会对风机造成损害，因此，需要先让风机实现逆风制动，然后永磁同步电机才能正常上电运行。

2、目前，风机的逆风制动主要利用永磁同步电机矢量控制功率放大电路，电路包括永磁同步电机三相绕组与六个功率，永磁同步电机三相绕组中的任意一相绕组经由与其连接的功率管，将与其他两相绕组之间形成闭合电流回路，将逆风吹动下旋转的电机转子作为发电机运转，闭合回路中的电流在电机转子上产生反转力矩，对电机产生制动作用而使电机停下来，实现了风机的逆风制动，但逆风强度大时，风轮反转速度快，产生的反电势高，在永磁同步电机三相绕组中产生大电流冲击，导致电路中的电子元件过流损坏，为解决上述问题，现有专利文献公开了一种制动电路，在传统的永磁同步电机矢量控制功率放大电路基础上增加一个继电器、一个制动电阻和三个二极管，永磁同步电机三相绕组中的任意一相绕组经由与其连接的继电器、制动电阻以及二极管，与其他两相绕组之间形成闭合电流回路，闭合回路中的电流在电机转子上产生制动力矩，使得永磁同步电机得到快速地制动和停止运转，但三个二极管对电机控制器整体硬件成本而言是不可忽略的，另外三个二极管属于高压大电流器件，增加了三个高压大电流二极管使得制动电路的布局变得更加复杂。

技术实现思路

1、为解决当前电机制动电路存在电路硬件成本和电路复杂的问题，本实用新型提出一种限制电流冲击的电机制动电路，降低了电路硬件成本，简化了电路布局。

2、为了达到上述技术效果，本实用新型的技术方案如下：

3、一种限制电流冲击的电机制动电路，所述电机制动电路用于控制永磁同步三相电机，所述电机制动电路包括：第一开关电路、第一制动电路和第二制动电路，所述永磁同步三相电机的u、v、w三相绕组分别与第一开关电路、第一制动电路和第二制动电路的一端连接，第一开关电路、第一制动电路与第二制动电路的另一端共同接地。

4、优选地，还包括第二开关电路、第三开关电路、第四开关电路和微处理器，第二开关电路的一端分别与所述永磁同步三相电机的u相绕组、第一开关电路连接，第二开关电路的另一端与外部电源输入端连接；第三开关电路的一端分别与所述永磁同步三相电机的v相绕组、第一制动电路连接，第三开关电路的另一端与外部电源输入端连接；第四开关电路的一端分别与所述永磁同步三相电机的w相绕组、第二制动电路连接，第四开关电路的另一端与外部电源输入端连接；所述微处理器对所述第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、第四开关电路、第一制动电路和第二制动电路的电路导通状态进行控制。

5、优选地，所述第一开关电路包括第一功率管q1，第一功率管q1的基极与所述微处理器连接，第一功率管q1的集电极与所述永磁同步三相电机的u相绕组连接，第一功率管q1的发射极与第一制动电路和第二制动电路共同接地。

6、优选地，所述第一制动电路包括第二功率管q2和第一电阻单元，第二功率管q2的基极与所述微处理器连接，第二功率管q2的集电极与所述永磁同步三相电机的v相绕组连接，第二功率管q2的发射极与第一电阻单元的一端连接，第一电阻单元的另一端分别与第一开关电路、第二制动电路共同接地。

7、优选地，所述第一电阻单元包括第一制动电阻r1和所述微处理器控制的第一继电器relay1，第一继电器relay1的公共端分别与第一开关电路、第二制动电路和第一制动电阻r1的一端共同接地，第一继电器relay1的常闭端悬空，第一继电器relay1的常开端分别与第二功率管q2的发射极、第一制动电阻r1的另一端连接。

8、优选地，所述第二制动电路包括第三功率管q3和第二电阻单元，第三功率管q3的基极与所述微处理器连接，第三功率管q3的集电极与所述永磁同步三相电机的w相绕组连接，第三功率管q3的发射极与第二电阻单元的一端连接，第二电阻单元的另一端分别与第一开关电路、第一制动电路共同接地。

9、优选地，所述第二电阻单元包括第二制动电阻r2和所述微处理器控制的第二继电器relay2，第二继电器relay2的公共端分别与第一开关电路、第一制动电路和第二制动电阻r2的一端共同接地，第二继电器relay2的常闭端悬空，第二继电器relay2的常开端分别与第三功率管q3的发射极、第二制动电阻r2的另一端连接。

10、优选地，所述第二开关电路包括第四功率管q4，第四功率管q4的基极与所述微处理器连接，第四功率管q4的发射机分别与永磁同步三相电机的u相绕组、第一开关电路连接，第四功率管q4的集电极与外部电源输入端连接。

11、优选地，所述第三开关电路包括第五功率管q5，第五功率管q5的基极与所述微处理器连接，第五功率管q5的发射极分别与永磁同步三相电机的v相绕组、第一制动电路连接，第五功率管q5的集电极与外部电源输入端连接。

12、优选地，所述第四开关电路包括第六功率管q6，第六功率管q6的基极与所述微处理器连接，第六功率管q6的发射极与永磁同步三相电机的w相绕组、第二制动电路连接，第六功率管q6的集电极与外部电源输入端连接。

13、与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

14、本实用新型提出一种限制电流冲击的电机制动电路，包括永磁同步三相电机、第一开关电路、第一制动电路和第二制动电路，当永磁同步三相电机断电，永磁同步三相电机受外力旋转时，永磁同步三相电机的任一相绕组先经由与其连接的第一开关电路或第一制动电路或第二制动电路，再经由与其他两相绕组连接的第一制动电路和第二制动电路、或第一开关电路和第二制动电路、或第一开关电路和第一制动电路，与其他两相绕组之间形成闭合电流回路，通过利用第一制动电路和第二制动电阻制动电路对永磁同步三相电机的制动作用，保证了永磁同步电机能够得到快速地制动和停止运转，限制了永磁同步三相电机受外力旋转产生的制动电流冲击，避免在制动电路中引入高压大电流功率器件，降低了电机制动电路的硬件成本，简化了电机制动电路的布局。

技术特征：

1.一种限制电流冲击的电机制动电路，其特征在于，所述电机制动电路用于控制永磁同步三相电机(1)，所述电机制动电路包括：第一开关电路(2)、第一制动电路(3)和第二制动电路(4)，所述永磁同步三相电机(1)的u、v、w三相绕组分别与第一开关电路(2)、第一制动电路(3)和第二制动电路(4)的一端连接，第一开关电路(2)、第一制动电路(3)与第二制动电路(4)的另一端共同接地。

2.根据权利要求1所述的限制电流冲击的电机制动电路，其特征在于，还包括第二开关电路(5)、第三开关电路(6)、第四开关电路(7)和微处理器(8)，第二开关电路(5)的一端分别与所述永磁同步三相电机(1)的u相绕组、第一开关电路(2)连接，第二开关电路(5)的另一端与外部电源输入端连接；第三开关电路(6)的一端分别与所述永磁同步三相电机(1)的v相绕组、第一制动电路(3)连接，第三开关电路(6)的另一端与外部电源输入端连接；第四开关电路(7)的一端分别与所述永磁同步三相电机(1)的w相绕组、第二制动电路(4)连接，第四开关电路(7)的另一端与外部电源输入端连接；所述微处理器(8)对所述第一开关电路(2)、第二开关电路(5)、第三开关电路(6)、第四开关电路(7)、第一制动电路(3)和第二制动电路(4)的电路导通状态进行控制。

3.根据权利要求2所述的限制电流冲击的电机制动电路，其特征在于，所述第一开关电路(2)设有第一功率管q1，第一功率管q1的基极与所述微处理器(8)连接，第一功率管q1的集电极与所述永磁同步三相电机(1)的u相绕组连接，第一功率管q1的发射极与第一制动电路(3)和第二制动电路(4)共同接地。

4.根据权利要求3所述的限制电流冲击的电机制动电路，其特征在于，所述第一制动电路(3)包括第二功率管q2和第一电阻单元，第二功率管q2的基极与所述微处理器(8)连接，第二功率管q2的集电极与所述永磁同步三相电机(1)的v相绕组连接，第二功率管q2的发射极与第一电阻单元的一端连接，第一电阻单元的另一端分别与第一开关电路(2)、第二制动电路(4)共同接地。

5.根据权利要求4所述的限制电流冲击的电机制动电路，其特征在于，所述第一电阻单元包括第一制动电阻r1和所述微处理器(8)控制的第一继电器relay1，第一继电器relay1的公共端分别与第一开关电路(2)、第二制动电路(4)和第一制动电阻r1的一端共同接地，第一继电器relay1的常闭端悬空，第一继电器relay1的常开端分别与第二功率管q2的发射极、第一制动电阻r1的另一端连接。

6.根据权利要求5所述的限制电流冲击的电机制动电路，其特征在于，所述第二制动电路(4)包括第三功率管q3和第二电阻单元，第三功率管q3的基极与所述微处理器(8)连接，第三功率管q3的集电极与所述永磁同步三相电机(1)的w相绕组连接，第三功率管q3的发射极与第二电阻单元的一端连接，第二电阻单元的另一端分别与第一开关电路(2)、第一制动电路(3)共同接地。

7.根据权利要求6所述的限制电流冲击的电机制动电路，其特征在于，所述第二电阻单元包括第二制动电阻r2和所述微处理器(8)控制的第二继电器relay2，第二继电器relay2的公共端分别与第一开关电路(2)、第一制动电路(3)和第二制动电阻r2的一端共同接地，第二继电器relay2的常闭端悬空，第二继电器relay2的常开端分别与第三功率管q3的发射极、第二制动电阻r2的另一端连接。

8.根据权利要求2-7任一项所述的限制电流冲击的电机制动电路，其特征在于，所述第二开关电路(5)包括第四功率管q4，第四功率管q4的基极与所述微处理器(8)连接，第四功率管q4的发射机分别与永磁同步三相电机(1)的u相绕组、第一开关电路(2)连接，第四功率管q4的集电极与外部电源输入端连接。

9.根据权利要求2-7任一项所述的限制电流冲击的电机制动电路，其特征在于，所述第三开关电路(6)包括第五功率管q5，第五功率管q5的基极与所述微处理器(8)连接，第五功率管q5的发射极分别与永磁同步三相电机(1)的v相绕组、第一制动电路(3)连接，第五功率管q5的集电极与外部电源输入端连接。

10.根据权利要求2-7任一项所述的限制电流冲击的电机制动电路，其特征在于，所述第四开关电路(7)包括第六功率管q6，第六功率管q6的基极与所述微处理器(8)连接，第六功率管q6的发射极与永磁同步三相电机(1)的w相绕组、第二制动电路(4)连接，第六功率管q6的集电极与外部电源输入端连接。

技术总结
本技术提出一种限制电流冲击的电机制动电路，涉及电机制动电路的技术领域，解决了当前电机制动电路存在电路硬件成本和电路复杂的问题，包括永磁同步三相电机、第一开关电路、第一制动电路和第二制动电路，永磁同步三相电机的U、V、W三相绕组分别与第一开关电路、第一制动电路和第二制动电路的一端连接，第二制动电路的另一端分别与第一开关电路、第一制动电路共同接地，本技术降低了电机制动电路的硬件成本，简化了电机制动电路的布局。

技术研发人员：童怀
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：20230414
技术公布日：2024/1/13