[發(fā)明專利]基于CAN總線和ARM的三相伺服電機(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310161965.4
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN103227597A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳少雄;嚴(yán)文
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州歐豐機(jī)電有限公司
• 主分類號(hào): H02P6/08
• 分類號(hào): H02P6/08
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 李彥孚;關(guān)家強(qiáng)

1.基于CAN總線和ARM的三相伺服電機(jī)，用于對電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，該系統(tǒng)包括電源模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、保護(hù)模塊、傳感模塊、CAN通訊模塊及上位機(jī)；其特征在于：

所述的電源模塊有電源轉(zhuǎn)換單元，電源轉(zhuǎn)換單元與直流電源接口連接，用于將外界電壓轉(zhuǎn)換成上述各模塊的對應(yīng)工作電壓；所述傳感模塊采用了增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器；所述控制模塊含有ARM芯片，所述ARM芯片通過CAN通訊模塊與上位機(jī)信號(hào)連接,上位機(jī)發(fā)出指令使ARM芯片產(chǎn)生PWM波控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，改變PWM波的占空比即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級(jí)調(diào)速；所述增量式光電旋轉(zhuǎn)編碼器將電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度和速度轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)，反饋回ARM芯片的正交編碼脈沖單元，ARM芯片收集反饋回的脈沖信號(hào)并與給定的位置和速度的期望值相比較，以實(shí)現(xiàn)位置、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制；通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采集電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流，轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，并通過電壓比較器反饋回電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)；所述的保護(hù)模塊由過溫保護(hù)模塊及過流保護(hù)模塊組成。

2.如權(quán)利要求1所述的基于CAN總線和ARM的三相伺服電機(jī)，其特征是：所述驅(qū)動(dòng)模塊為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由用三個(gè)IR2101半橋電路和六個(gè)MOSFET組成。

3.如權(quán)利要求1所述的基于CAN總線和ARM的三相伺服電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是：所述的CAN通訊模塊采用CAN總線通訊接口模式；所述的CAN總線上的CAN信號(hào)通過PCA82C250T的CAN收發(fā)器轉(zhuǎn)換成ARM芯片能夠識(shí)別的TTL信號(hào)，從MSCAN_TX和MSCAN_RX端輸出ARM的CAN控制器部分信號(hào)連接到MSCAN_TX和MSCAN_RX端。

4.如權(quán)利要求1所述的基于CAN總線和ARM的三相伺服電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征是：所述的ARM芯片采用STM32F103，所述STM32F103包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、同步串行外設(shè)接口、異步串口通信接口、PWM控制的管理器，其PWM波形生產(chǎn)單元包括可編程死區(qū)控制，可輸出非對稱PWM波形、對稱PWM波形和空間矢量SVP-VM波形；?STM32F103也提供通過外圍接口進(jìn)行操作的輸入輸出端口；STM32F103使用了一個(gè)外圍設(shè)備CAN通訊模塊以支持對大量外設(shè)的可選性，外圍設(shè)備CAN總線用數(shù)據(jù)總線尋址，并通過一個(gè)特殊的模塊與數(shù)據(jù)總線連接，可以對所有的外圍設(shè)備寄存器進(jìn)行操作;在本系統(tǒng)中有三路斬波器的PWM信號(hào)，利用STM32F103?的一個(gè)定時(shí)器T1和三個(gè)安全比較單元來產(chǎn)生三路占空比可調(diào)的PWM波形，頻率為20kHz;通過改變PWM波形的占空比，控制斬波輸出電壓，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制。

5.基于CAN總線和ARM的三相直流無刷電機(jī)控制系統(tǒng)的方法，其特征是：所述系統(tǒng)采用事件管理器產(chǎn)生3路高精度PWM波形，分別控制U、V、W繞組的斬波電路；ARM芯片輸出的有關(guān)功率管換向的數(shù)據(jù)經(jīng)邏輯轉(zhuǎn)換為三路換向觸發(fā)信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路分別驅(qū)動(dòng)3組?MOSFET，實(shí)現(xiàn)對直流電動(dòng)機(jī)的控制；電動(dòng)機(jī)給定轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)啟動(dòng)相應(yīng)的事件管理器產(chǎn)生一定的PWM波形輸出，通過調(diào)節(jié)PWM波形的占空比，從而控制斬波電路功率管的開通與關(guān)斷，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對無刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的控制。