一種兩用電機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電路控制領(lǐng)域，特別涉及一種兩用電機(jī)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車或電動(dòng)火車是指以電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛的車輛。電動(dòng)汽車或電動(dòng)火車由于不采用汽油作為動(dòng)力源以及其不產(chǎn)生污染的特性，成為未來機(jī)動(dòng)車輛發(fā)展的主要方向；電機(jī)控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車或電動(dòng)火車的核心部件，在一些應(yīng)用場(chǎng)景中，如鐵路公路兩用機(jī)車中，需配備有兩套不同的電機(jī)組，一組用于機(jī)車在鐵軌上運(yùn)行，另一組電機(jī)組用于機(jī)車在公路上運(yùn)行;通常，兩套不同的電機(jī)組需要兩套不同的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，不僅造成了控制系統(tǒng)體積過大，也提高了控制系統(tǒng)的成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中具有兩套不同電機(jī)組的機(jī)車中需要兩套不同的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而造成控制系統(tǒng)體積大、成本高的問題，提供一種通過一套控制系統(tǒng)，同時(shí)控制兩套電機(jī)組的控制系統(tǒng)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案:
[0005]本實(shí)用新型提供一種兩用電機(jī)控制系統(tǒng)，被控電機(jī)分為兩組，分別為第一被控電機(jī)組和第二被控電機(jī)組，其中第一被控電機(jī)組包括2N個(gè)電機(jī);第二被控電機(jī)組包括N個(gè)電機(jī);第一被控電機(jī)組中每個(gè)電機(jī)的M個(gè)繞組均設(shè)置為星型連接結(jié)構(gòu)或封閉環(huán)路連接結(jié)構(gòu)并留有M個(gè)繞組接口；所述第二被控電機(jī)組中每個(gè)電機(jī)M個(gè)繞組均互不連接并留有2M個(gè)繞組接口，N為I以上整數(shù)；
[0006]其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括電源接口、控制器及與電源接口連接的2XMXN個(gè)并聯(lián)的半H橋臂；每個(gè)半H橋臂包括串聯(lián)連接的上側(cè)可控開關(guān)及下側(cè)可控開關(guān)兩個(gè)可控開關(guān)，所述上側(cè)可控開關(guān)與下側(cè)可控開關(guān)的連接點(diǎn)為半H橋臂的輸出端；
[0007]2XMXN個(gè)半H橋臂的輸出端分別通過2XMXN個(gè)開關(guān)組成的第一開關(guān)組與第一被控電機(jī)組的2 X M X N個(gè)繞組接口——對(duì)應(yīng)連接；同時(shí)，2 X M X N個(gè)半H橋臂的輸出端還分別通過2 XMXN個(gè)開關(guān)組成的第二開關(guān)組與第二被控電機(jī)組的2 XMXN個(gè)繞組接口——對(duì)應(yīng)連接；
[0008]所述控制器與所有半H橋臂中的可控開關(guān)的控制端連接，用于控制可控開關(guān)的通斷；
[0009]所述第一開關(guān)組與第二開關(guān)組為互斥關(guān)系。
[0010]進(jìn)一步的，所述第一被控電機(jī)組包括第一電機(jī)和第二電機(jī)2個(gè)電機(jī);第二被控電機(jī)組包括第三電機(jī)I個(gè)電機(jī);所述第一電機(jī)和第二電機(jī)中的三個(gè)繞組為星型連接結(jié)構(gòu)或封閉環(huán)路連接結(jié)構(gòu)并分別留有三個(gè)繞組接口；所述第三電機(jī)中三個(gè)繞組互不連接并留有六個(gè)繞組接口；
[0011]所述控制系統(tǒng)包括電源、控制器及與電源連接的六個(gè)并聯(lián)的半H橋臂，分別為第一半H橋臂、第二半H橋臂、第三半H橋臂、第四半H橋臂、第五半H橋臂及第六半H橋臂;每個(gè)半H橋臂包括串聯(lián)連接的上側(cè)可控開關(guān)及下側(cè)可控開關(guān)兩個(gè)可控開關(guān)，所述上側(cè)可控開關(guān)與下側(cè)可控開關(guān)的連接點(diǎn)為半H橋臂的輸出端；
[0012]六個(gè)半H橋臂的輸出端分別通過六個(gè)開關(guān)組成的第一開關(guān)組與第一被控電機(jī)組的六個(gè)繞組接口一一對(duì)應(yīng)連接；同時(shí)，六個(gè)半H橋臂的輸出端還分別通過六個(gè)開關(guān)組成的第二開關(guān)組與第二被控電機(jī)組的六個(gè)繞組接口一一對(duì)應(yīng)連接；
[0013]所述控制器與所有半H橋臂中的可控開關(guān)的控制端連接，用于控制可控開關(guān)的通斷；
[0014]所述第一開關(guān)組合第二開關(guān)組為互斥關(guān)系。
[0015]進(jìn)一步的，第一開關(guān)組接通，第二開關(guān)組斷開時(shí)，控制系統(tǒng)對(duì)第一電機(jī)組進(jìn)行控制，其中，每3個(gè)半H橋臂對(duì)第一電機(jī)組中的一個(gè)電機(jī)進(jìn)行控制。
[0016]進(jìn)一步的，第一開關(guān)組斷開，第二開關(guān)組接通時(shí)，控制系統(tǒng)對(duì)第二電機(jī)組進(jìn)行控制，其中，每6個(gè)半H橋臂對(duì)第二電機(jī)組中的一個(gè)電機(jī)進(jìn)行控制。
[0017]進(jìn)一步的，所述控制器包含存儲(chǔ)模塊、解析模塊及驅(qū)動(dòng)模塊，存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)有被控電路的至少一個(gè)控制參數(shù)組合;所述解析模塊按照特定算法將控制參數(shù)組合解析為控制指令;所述驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)控制指令控制所述半H橋臂中可控開關(guān)的通斷，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各電機(jī)的控制；
[0018]所述控制參數(shù)組合中的參數(shù)包括各電機(jī)中各繞組的目標(biāo)電流大小及方向。
[0019]進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)還包括服務(wù)器;所述服務(wù)器中設(shè)置有遠(yuǎn)程存儲(chǔ)模塊，遠(yuǎn)程存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)有被控電路的至少一個(gè)控制參數(shù)組合；
[0020]所述控制器包含通信模塊、解析模塊及驅(qū)動(dòng)模塊，所述通信模塊用于自服務(wù)器中接收所述控制參數(shù)組合;所述解析模塊按照特定算法將控制參數(shù)組合解析為控制指令;所述驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)控制指令控制所述半H橋臂中可控開關(guān)的通斷，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各電機(jī)的控制；[0021 ]所述控制參數(shù)組合中的參數(shù)包括各電機(jī)中各繞組的目標(biāo)電流大小及方向。
[0022]進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)還包括服務(wù)器;所述服務(wù)器中設(shè)置有遠(yuǎn)程存儲(chǔ)模塊及遠(yuǎn)程解析模塊，遠(yuǎn)程存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)有被控電路的至少一個(gè)控制參數(shù)組合;所述遠(yuǎn)程解析模塊按照特定算法將控制參數(shù)組合解析為控制指令；
[0023]所述控制器包含通信模塊及驅(qū)動(dòng)模塊，所述通信模塊用于自服務(wù)器中接收所述控制參數(shù)組合指令;所述驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)控制指令控制所述H橋控制電路中可控開關(guān)的通斷，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各電機(jī)的控制；
[0024]所述控制參數(shù)組合中的參數(shù)包括各電機(jī)中各繞組的目標(biāo)電流大小及方向。
[0025]進(jìn)一步的，所述第二電機(jī)組中的電機(jī)為雙基速電機(jī)。
[0026]優(yōu)選的，所述可控開關(guān)為GTR、GTO、IGBT、SJT、MOSFET管、SiC IGBT、IGBT+SiC二極管、氮化鎵IGBT或SCR。
[0027]優(yōu)選的，所述第一開關(guān)組、第二開關(guān)組為繼電器。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型提供的兩用電機(jī)控制系統(tǒng)利用一套系統(tǒng)同時(shí)控制兩套電機(jī)組，即相對(duì)于應(yīng)用兩套控制系統(tǒng)分別控制機(jī)車中的兩套電機(jī)組的現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型申請(qǐng)?zhí)峁┑碾姍C(jī)控制系統(tǒng)具有更低的成本、更小的體積;對(duì)于空間有限的機(jī)車設(shè)計(jì)空間來說，具有更小體積的控制系統(tǒng)可以為機(jī)車的其他部件提供更大的設(shè)計(jì)余地。
【附圖說明】
:
[0029]圖1為本實(shí)用新型提供的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0030]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)框圖。
[0031]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1中的控制器結(jié)構(gòu)框圖。
[0032]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2中的控制器結(jié)構(gòu)框圖。
[0033]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例3中的控制器結(jié)構(gòu)框圖。
[0034]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中第一電機(jī)組中單個(gè)電機(jī)的三個(gè)繞組與各個(gè)半H橋臂連接示意圖。
[0035]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例中第一電機(jī)組中單個(gè)電機(jī)的三個(gè)繞組與各個(gè)半H橋臂連接的另一不意圖。
[0036]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例中第二電機(jī)組中單個(gè)電機(jī)的三個(gè)繞組與各個(gè)半H橋臂連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本【實(shí)用新型內(nèi)容】所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0038]實(shí)施例1:如圖1、圖2所示，本實(shí)施例提供一種兩用電機(jī)控制系統(tǒng)，具體的，本實(shí)施例中，被控電機(jī)分為兩組，所述第一被控電機(jī)組包括第一電機(jī)和第二電機(jī)2個(gè)電機(jī);第二被控電機(jī)組包括第三電機(jī)I個(gè)電機(jī)，本實(shí)施例中，第三電機(jī)為雙基速電機(jī);所述第一電機(jī)和第二電機(jī)中的三個(gè)繞組為星型連接結(jié)構(gòu)或封閉環(huán)路連接結(jié)構(gòu)并分別留有三個(gè)繞組接口；所述第三電機(jī)中三個(gè)繞組互不連接并留有六個(gè)繞組接口 ；
[0039]所述控制系統(tǒng)包括電源接口1、控制器2及與電源接口 I連接的六個(gè)并聯(lián)的半H橋臂，分別為第一半H橋臂、第二半H橋臂、第三半H橋臂、第四半H橋臂、第五半H橋臂及第六半H橋臂;每個(gè)半H橋臂包括串聯(lián)連接的上側(cè)可控開關(guān)及下側(cè)可控開關(guān)兩個(gè)可控開關(guān)，本實(shí)施例中，所述可控開關(guān)為GTR、GT0、IGBT、SJT、M0SFET管、SiC IGBT、IGBT+SiC二極管、氮化鎵IGBT或SCR。
[0040]所述上側(cè)可控開關(guān)與下側(cè)可控開關(guān)的連接點(diǎn)為半H橋臂的輸出端；
[0041 ]六個(gè)半!1橋臂的輸出端分別通過六個(gè)開關(guān)組成的第一開關(guān)組41與第一被控電機(jī)組的六個(gè)繞組接口一一對(duì)應(yīng)連接；同時(shí)，六個(gè)半H橋臂的輸出端還分別通過六個(gè)開關(guān)組成的第二開關(guān)組51與第二被控電機(jī)組的六個(gè)繞組接口一一對(duì)應(yīng)連接；
[0042]所述控制器2與所有半H橋臂中的可控開關(guān)的控制端連接，用于控制可控開關(guān)的通斷；
[0043]第一開關(guān)組41中的開關(guān)同時(shí)接通或斷開，第二開關(guān)組51中的開關(guān)也同時(shí)接通或斷開;所述第一開關(guān)組41合第二開關(guān)組51為互斥關(guān)系，即第一開關(guān)組41中各開關(guān)接通時(shí)，第二開關(guān)組51中各開關(guān)斷開;第二開關(guān)組51中各開關(guān)接通時(shí)，第一開關(guān)組41中各開關(guān)斷開。
[0044]本實(shí)施例中，第一開關(guān)組41接通，第二開關(guān)組51斷開時(shí)，控制系統(tǒng)對(duì)第一電機(jī)組4進(jìn)行控制，其中，如圖6、圖7所示，每3個(gè)半H橋臂對(duì)第一電機(jī)組4中的一個(gè)電機(jī)進(jìn)行控制。
[0045]當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)組41斷開，第二開關(guān)組51接通時(shí)，控制系統(tǒng)對(duì)第二電機(jī)組5進(jìn)行控制，其中，如圖8所示，6個(gè)半H橋臂的輸出端分別與第三電機(jī)的6個(gè)繞組接口一一對(duì)應(yīng)連接，從而對(duì)第三電機(jī)進(jìn)行控制。
[0046]進(jìn)一步的，如圖3所示，所述控制器2包含存儲(chǔ)模塊、解析模塊及驅(qū)動(dòng)模塊，存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)有被控電路的至少一個(gè)控制參數(shù)組合;所述控制參數(shù)組合中的參數(shù)包括各電機(jī)中各繞組的目標(biāo)電流大小及方向；