[實用新型]多功能電機驅動器

有效

• 申請號: 201220448095.X
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN202798578U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 吳光強;孫魯;溫東生;張寬寬
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H02P29/00
• 分類號: H02P29/00
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 陳樹德;劉瑩

技術領域

本實用新型涉及一種電機驅動裝置，特別涉及一種具有多種控制信號輸入方式的，并支持多種電機驅動的多功能電機驅動器。

背景技術

電機在日常的生產技術中應用廣泛，相應的電機驅動器的種類也非常繁多，但是現有的電機驅動器基本都是針對一種的電機的驅動。針對不同的電機，必須準備多個對應的電機驅動器，使用不便而且成本大幅上升。一般電機驅動器的指令輸入方式比較單一，而且基本都是須要在控制器面板上進行操作，指令內容也比較單一，不能充分滿足不同使用者、使用工況的要求。此外，許多電機驅動器的保護電路的設置和軟件上故障的處理方式不夠完善，而且沒有良好的人機交互界面。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是要提供一種集成有刷直流電機，無刷直流電機和三相交流異步電機驅動方式的多功能電機驅動器。

為了解決以上的技術問題，本實用新型提供了一種多功能電機驅動器，控制模塊發送控制信號至一控制芯片MCU，MCU同時接收來自各傳感器模塊的反饋信號，對信號進行綜合處理后將控制信號傳送到驅動模塊，控制驅動橋臂的開斷來驅動對應的目標電機。

所述的驅動模塊是指有刷直流電機、無刷直流電機和三相交流異步電機三種常用的電機驅動模塊。

所述的控制模塊通過有線控制鍵盤、無線控制鍵盤和驅動器面板按鈕三種方式傳送信號至控制芯片。

所述MCU設有保護電路，通過光耦進行隔離，防止高電壓大電流進入主控電路；設置或非門邏輯保護電路防止共態導通，并使用了驅動芯片的監控功能對過流和欠壓狀況進行實時監控，MCU實時檢測各個故障信號，發現故障關閉所有橋臂，對于不同的故障設置對應的故障代碼，并設置故障代碼的安全閾值，監測是否超過安全閾值，通過LED燈進行對應的故障顯示。

所述MCU還與顯示模塊連接，對電源狀態、欠壓過流和邏輯保護信號以及無線收發狀況通過LED燈進行顯示，還支持LCD顯示。

本實用新型對于不同的使用場合可在三種模式之間方便地切換。三個驅動模塊共用一個三相逆變電路，根據不同模式的選擇，以不同的方式控制相應驅動橋臂的開斷來驅動目標電機。

本實用新型支持多種控制信號的輸入方式，分別為通過電機驅動器面板按鈕直接完成相關操作，或者將控制鍵盤連接到電機驅動器的外圍的接口上通過有線控制鍵盤進行相關操作。為進行遠程無線操作，本實用新型設置了2.4GHz無線通信模塊，無線通信模塊通過SPI由8位控制芯片進行控制，完成電機驅動器和控制鍵盤之間的信息交互。

本實用新型支持的控制指令有啟動關閉、驅動模式選擇、換向、加速和減速。其中，啟動關閉、驅動模式選擇、換向信號可由兩種信號類型來實現，分別為由對應的外圍電路輸入0V或+5V的電壓，或者通過無線模塊的SPI方式向微控制器輸入0或1的數字信號進行控制。對于加速和減速的控制可由三種信號類型來實現，分別為從外圍電路輸入0～+5V的電壓，或者0～100%占空比的PWM，第三種方式是通過SPI方式向MCU發送0～255的信號進行調速。

本實用新型為保證電機驅動器運轉安全穩定設置了較為完善的電路保護機制。驅動器的在MCU和驅動電路之間使用了兩種保護方式，通過光耦進行隔離，防止有高電壓大電流進入主控電路，設置了或非門邏輯保護電路防止共態導通。使用驅動芯片的監控功能對過流和欠壓狀況進行實時監控。此外，MCU實時檢測各個故障信號，發現故障能及時關閉所有橋臂。對于不同的故障設置了對應的代碼，并設置了故障代碼的安全閾值，監測是否超過安全閾值。外部則通過對應的LED燈進行對應的故障顯示。

本實用新型設有完善的顯示措施，驅動器面板上支持電源狀態、欠壓過流信號以及無線收發狀況通過LED燈進行顯示。此外，還支持LCD顯示，驅動器表面和遠程控制鍵盤都留有LCD接口，通過SPI與控制芯片進行通訊，LCD模塊能實時顯示電源狀態、模式選擇、轉向、速度條、欠壓過流和邏輯保護信號以及無線收發狀態信號，進一步提升人機交互性。

本實用新型的優越功效在于：體積小，可靠性高，適用范圍廣，操作方便，成本低廉。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理框圖；

圖2為本實用新型的主控芯片電路原理圖；

圖3為本實用新型在非無線控制時速度信號的輸入方式電路原理圖；

圖4為本實用新型無線鍵盤發送端控制芯片電路原理圖；

圖5為本實用新型的驅動芯片原理圖；

圖6為本實用新型驅動橋臂原理圖；

圖7為本實用新型電流反饋信號放大電路原理圖；