[發明專利]一種無氣噴涂用直流無刷電機控制裝置

有效

• 申請號: 201510041136.1
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104539202A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 袁小存
• 申請（專利權）人: 奉化市興宇特種電機制造有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/18
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及表面處理技術領域，特別涉及一種無氣噴涂用直流無刷電機控制裝置。

背景技術

目前建筑行業和一般性防腐涂裝，多采用先進的無氣噴涂。無氣噴涂對驅動電機提出了高要求，傳統交流電機難以適應無氣噴涂的要求。

直流無刷電機因結構簡單，無需碳刷機械換相，同時具有起動轉矩高、低速性能好、易控制、運行效率高、小型緊湊等特性，已廣泛應用于農業、工業、國防和家用電器等領域，包括無氣噴涂行業。普通直流無刷電機為了檢測電機轉子的位置，通常需在電機內部安裝三個霍爾傳感器，而霍爾傳感器對溫度很敏感，容易損壞，不管采用光電式、磁敏式等哪種位置傳感器，都會因惡劣應用環境，如高溫、低溫、高濕或污濁空氣等而產生轉子誤差，影響電機性能。而無氣噴涂電機正處于這種不良環境，使用中總會因污質、灰塵、過噴物等而影響電機性能及壽命。為此有位置傳感器的直流無刷電機在無氣噴涂應用中顯示出更多的弊端。

此外，無氣噴涂電機一般持續工作在大負荷狀態，控制器發熱較為嚴重，如何降低控制器發熱，充分提高控制器性能，也是控制器設計迫切要解決的問題。

發明內容

本發明是為了解決現有技術所存在的上述不足，提供一種無需位置傳感器檢測直流無刷電機轉子的無氣噴涂用直流無刷電機控制裝置。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案來實現：

一種無氣噴涂用直流無刷電機控制裝置，包括直流無刷電機、控制電路板、壓力設定調節電位器、LCD顯示屏、壓力傳感器、散熱器、支撐桿；所述控制電路板與所述直流無刷電機通過若干根相電線相連，同時與所述壓力設定調節電位器通過A電纜線相連，與所述LCD顯示屏通過B電纜線相連，與設置在噴涂設備上臨噴儲液灌中的所述壓力傳感器通過C電纜線相連；所述控制電路板通過若干根支撐桿固定散熱器；所述控制電路板還通過其上的電源接口與市電AC相連；所述控制電路板通過其上的若干個安裝孔靈活安裝于噴涂設備的適當位置；所述壓力設定調節電位器、LCD顯示屏、壓力傳感器也靈活安裝于噴涂設備的適當位置。

所述控制電路板上安裝有MCU微控制單元芯片、傳感信號處理芯片、運放模塊、光隔元件、功率驅動模塊、電源欠壓取樣電路、相電流取樣比較電路、開關電源電路、整流橋，以及與所述相電線連接的相電線接口、與所述A電纜線連接的電位器接口、與所述B電纜線連接的LCD顯示屏接口、與所述C電纜線連接的傳感器接口、與市電AC相連的所述電源接口，并通過所述控制電路板上的銅泊相互連接。

所述控制電路板與所述直流無刷電機連接的相電線只有三根相電線，沒有位置傳感信號線。

一種無氣噴涂用直流無刷電機控制裝置工作原理為：市電AC通過所述整流橋整流，一路直接供所述功率驅動模塊輸出相線所需電源310V，另一路經所述開關電源電路處理，供給所述MCU微控制單元芯片和所述傳感信號處理芯片所需電源5V，供給所述功率驅動模塊所需電源15V。所述功率驅動模塊得到相線電源310V后，在所述MCU微控制單元芯片初始信號的控制下，驅動所述直流無刷電機運轉。

所述相電流取樣比較電路對所述功率驅動模塊中三股相電流進行取樣，檢測電壓差過零點，再在所述MCU微控制單元芯片中進行移相30度電角處理，獲得換相信號，在無位置傳感器情況下實現電子換向，換相信號控制所述功率驅動模塊三股相電流，并經放大，通過所述相電線接口和所述相電線，輸給所述直流無刷電機。如此，換向后的三股相電流驅動所述直流無刷電機持續運轉。

所述MCU微控制單元芯片通過所述運放模塊、所述傳感信號處理芯片的處理，并經所述光隔元件隔離傳輸，利用所述傳感器接口和所述C電纜線，接收所述壓力傳感器產生的噴涂實際壓力信號，并通過所述LCD顯示屏接口和所述B電纜線，在所述LCD顯示屏中顯示；同時利用所述電位器接口和所述A電纜線，接收來自所述壓力設定調節電位器的目標壓力信號，經所述MCU微控制單元芯片內部PID處理，調節換向信號，控制所述功率驅動模塊三股相電流，實現所述直流無刷電機的運轉受控于所述壓力設定調節電位器的目的。

所述MCU微控制單元芯片通過所述電源欠壓取樣電路，對所述整流橋中市電AC電源取樣，監控市電AC電源電壓，當電源電壓低于設定值時，所述MCU微控制單元芯片將發出指令，停止所述功率驅動模塊三股相電流的輸出，實現欠壓保護。所述MCU微控制單元芯片內部也具有過流保護功能。

所述MCU微控制單元芯片選用STC12C5402芯片；所述傳感信號處理芯片選用STC12C5202AD芯片；所述功率驅動模塊選用FSBB20CH60F集成塊。