CN103904981B - 能量回收控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能量回收控制装置包括：一第一双向转换电路；一直流链路；一第二双向转换电路；一马达控制器；一电能储存装置；及一能量控制器。该能量控制器包括：一相位侦测单元；一PWM驱动单元；一电能存储控制单元；一处理单元，用于根据预先设置的工作程序产生一马达减速信号时，启动电能回充，即控制电能存储控制单元使电能储存装置工作，同时根据相位侦测单元侦测的市电的相位，控制PWM驱动单元产生PWM信号至第一双向转换电路，使第一双向转换电路产生的反向再生电流与市电的相位同步，从而回灌市电。该能量回收控制装置根据预设的工作程序使马达进行加减速动作时即启动电能回充，提高了电能利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种能量回收控制装置及方法。
背景技术
能量回收控制装置经常要驱动马达加速或减速运动，以控制外部设备(如车床刀具)。但马达在减速时产生的再生电能往往被浪费掉，电能利用效率低。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能提高电能利用效率的能量回收控制装置。
一种能量回收控制装置，包括：一第一双向转换电路，用于接收市电，并将市电转换为直流电；一直流链路，用于接收经该第一双向转换电路转换后的直流电；一第二双向转换电路，用于接收经该直流链路传输的直流电并将其转换回工作交流电以驱动一马达工作；一马达控制器，用于产生马达加速信号或马达减速信号，使马达加速或减速工作，并根据马达的工作状态反馈一电机加速信号或电机减速信号至能量控制器；一电能储存装置，连接在第一双向转换电路及第二双向转换电路之间，用于储存能量；及一能量控制器。该能量控制器包括：一相位侦测单元，用于侦测市电的相位；一PWM驱动单元，用于产生一PWM信号至第一双向转换电路，在电能回充时，使第一双向转换电路产生的反向再生电流与市电的相位同步；一电能存储控制单元，用于在电能回充时，控制电能储存装置工作，即电能储存装置根据第二双向转换电路产生的反向直流电储能；一处理单元，用于根据预先设置的工作程序产生一马达减速信号时，启动电能回充，即控制电能存储控制单元使电能储存装置工作，同时根据相位侦测单元侦测的市电的相位，控制PWM驱动单元产生 PWM信号至第一双向转换电路，使第一双向转换电路产生的反向再生电流与市电的相位同步，从而回灌市电。
如此，根据预设的工作程序使马达进行加减速动作时即启动电能回充，提高了电能利用率，且根据马达控制器反馈的电机减速信号及直流电压侦测单元产生的工作电压作为启动电能回充的补充，可以降低电能回充的过程中直流链电压的波动，提升了***的稳定度。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式的能量回收控制装置的电路图。
主要元件符号说明
能量回收控制装置 100
市电 1
马达 2
第一双向转换电路 10
直流链路 20
第二双向转换电路 30
电能储存装置 40
马达控制器 50
能量控制器 60
相位侦测单元 601
PWM驱动单元 602
电能存储控制单元 603
直流电压侦测单元 604
处理单元 605
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参照图1，本发明的较佳实施方式的能量回收控制装置100包括一第一双向转换电路10、一直流链路20、一第二双向转换电路30、一电能 储存装置40、一马达控制器50及一能量控制器60。该市电1一般为三相交流电源。
该第一双向转换电路10用于把来自于该市电1的三相交流电转换为直流电。
该直流链路20用于储存能量及把经该第一双向转换电路10转换后的直流电传输给该第二双向转换电路30。该直流链路20包括一储能电容，两端分别连接第一双向转换电路10及第二双向转换电路30。
该第二双向转换电路30用于接收经该直流链路20传输过来的直流电并将其转换回工作交流电以驱动该马达2工作。
该电能储存装置40，连接在第一双向转换电路10及第二双向转换电路30之间，用于储存能量。
该马达控制器50用于根据马达加速信号或马达减速信号，使马达2加速或减速工作，并根据马达2的工作状态反馈一电机加速信号或电机减速信号至能量控制器60。
能量控制器60包括一相位侦测单元601、一PWM驱动单元602、一电能存储控制单元603、一直流电压侦测单元604及一处理单元605。
相位侦测单元601，用于侦测市电1的相位，并将相位讯号传送至处理单元605。
PWM驱动单元602产生一脉冲宽度调制(PWM)信号至第一双向转换电路10，在电能回充时，使第一双向转换电路10产生的反向再生电流与市电1的相位同步。
电能存储控制单元603，在电能回充时，控制电能储存装置40工作，即电能储存装置40根据第二双向转换电路30产生的反向直流电储能。一般情况下，电能存储控制单元603包括一开关，在开关导通时控制电能储存装置40工作。
直流电压侦测单元604，用于侦测直流链路20的工作电压。
处理单元605连接马达驱动器70，接收马达驱动器70反馈的电机加速信号或电机减速信号，连接直流电压侦测单元604，接收直流电压侦测单元604传送的直流链路20的工作电压，并接收相位侦测单元601传送的市 电1的相位讯号。
在本发明优选实施方式下，处理单元605根据预先设置的工作程序产生一马达减速信号时，启动电能回充。即，处理单元605控制电能存储控制单元603使电能储存装置40工作，同时根据相位侦测单元601侦测的市电1的相位，控制PWM驱动单元602产生PWM信号至第一双向转换电路10，使第一双向转换电路10产生的反向再生电流与市电1的相位同步，从而回灌市电1。
在本发明其他实施方式下，处理单元605根据马达控制器50反馈的一电机减速信号及直流电压侦测单元604产生的工作电压，作为启动电能回充的补充。具体的工作方法及电路可参考申请人2008年10月10日提出的申请号为200810304883.x，名称为“马达驱动装置”的发明专利申请。
能量回收控制装置100根据预设的工作程序使马达2进行加减速动作时即启动电能回充，提高了电能利用率，且根据马达控制器50反馈的电机减速信号及直流电压侦测单元604产生的工作电压作为启动电能回充的补充，可以降低电能回充的过程中直流链电压的波动，提升了***的稳定度。
总之，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种能量回收控制装置，包括：
一第一双向转换电路，用于接收市电，并将市电转换为直流电；
一直流链路，用于接收经该第一双向转换电路转换后的直流电；
一第二双向转换电路，用于接收经该直流链路传输的直流电并转换回工作交流电以驱动一马达工作；
一马达控制器，用于产生马达加速信号或马达减速信号，使马达加速或减速工作，并根据马达的工作状态反馈一电机加速信号或电机减速信号至能量控制器；其特征在于，该能量回收控制装置还包括：
一电能储存装置，连接在第一双向转换电路及第二双向转换电路之间，用于储存能量；及
一能量控制器，包括：
一相位侦测单元，用于侦测市电的相位；
一PWM驱动单元，用于产生一PWM信号至第一双向转换电路，在电能回充时，使第一双向转换电路产生的反向再生电流与市电的相位同步；
一电能存储控制单元，用于在电能回充时，控制电能储存装置工作，即电能储存装置根据第二双向转换电路产生的反向直流电储能；及
一处理单元，用于根据预先设置的工作程序产生一马达减速信号时，启动电能回充，即控制电能存储控制单元使电能储存装置工作，同时根据相位侦测单元侦测的市电的相位，控制PWM驱动单元产生PWM信号至第一双向转换电路，使第一双向转换电路产生的反向再生电流与市电的相位同步，从而回灌市电。
2.如权利要求1所述的能量回收控制装置，其特征在于：所述能量控制器还包括一直流电压侦测单元，用于侦测直流链路的工作电压；所述处理单元根据马达控制器反馈的一电机减速信号及直流电压侦测单元产生的工作电压，作为启动电能回充的补充。
3.如权利要求1所述的能量回收控制装置，其特征在于：所述电能存储控制单元包括一开关，在开关导通时控制电能储存装置工作。
4.如权利要求1所述的能量回收控制装置，其特征在于：所述直流链路包括一储能电容，两端分别连接第一双向转换电路及第二双向转换电路。
5.一种能量回收控制方法，包括步骤：
提供一工作程序，该工作程序用于在运行过程中产生马达控制信号至一马达控制器以控制马达工作，其中，该马达控制信号包括马达加速信号，马达减速信号及正常工作信号；
响应该工作程序产生的马达减速信号，启动电能回充；
控制一电能存储控制单元使电能储存装置工作；及
同时根据侦测的市电的相位，控制一PWM驱动单元产生PWM信号至一第一双向转换电路，使第一双向转换电路产生的反向再生电流与市电的相位同步，从而回灌市电。
6.如权利要求5所述的能量回收控制方法，其特征在于：所述电能存储控制单元包括一开关，所述步骤还包括：在开关导通时控制电能储存装置工作。
7.如权利要求5所述的能量回收控制方法，其特征在于：所述步骤还包括：根据马达控制器回馈的一电机减速信号及一直流电压侦测单元产生的工作电压，作为启动电能回充的补充。
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