[發(fā)明專利]一種電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510410126.0
• 申請(qǐng)日: 2015-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN106712594A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李永誠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李永誠
• 主分類號(hào): H02P6/08
• 分類號(hào): H02P6/08;H02P6/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種可作為電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)

直流電動(dòng)機(jī)以其優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但普通的直流電動(dòng)機(jī)由于采用電刷式機(jī)械換相，可靠性差，需要經(jīng)常維護(hù)；換相時(shí)產(chǎn)生電磁干擾，噪聲大，影響了直流電動(dòng)機(jī)在控制系統(tǒng)中的進(jìn)一步應(yīng)用。

為了克服機(jī)械換相帶來的缺點(diǎn)，以電子換相取代機(jī)械換相的無刷電動(dòng)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。之后，國際上對(duì)無刷直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了深入的研究，先后研制成方波無刷電動(dòng)機(jī)和正弦波直流無刷電動(dòng)機(jī)。20多年以來，隨著永磁新材料、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及電力電子技術(shù)特別是大功率開關(guān)器件的發(fā)展，無刷電動(dòng)機(jī)得到了長足的發(fā)展。無刷直流電動(dòng)機(jī)已經(jīng)不是專指具有電子換相的直流電動(dòng)機(jī)，而是泛指具備有刷直流電動(dòng)機(jī)外部特性的電子換相電動(dòng)機(jī)。無刷直流電動(dòng)機(jī)不僅保持了傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)良好的動(dòng)、靜態(tài)調(diào)速特性，且結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、易于控制。其應(yīng)用從最初的軍事工業(yè)，向航空航天、醫(yī)療、信息、家電以及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域迅速發(fā)展。

無刷直流電動(dòng)機(jī)一般由電子換相電路、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路和電動(dòng)機(jī)本體三部分組成，電子換相電路一般由控制部分和驅(qū)動(dòng)部分組成，而對(duì)轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè)一般用位置傳感器來完成。工作時(shí)，控制器根據(jù)位置傳感器測(cè)得的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置有序的觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路中的各個(gè)功率管，進(jìn)行有序換流，以驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng) 機(jī)。

用位置傳感器作為轉(zhuǎn)子的位置檢測(cè)裝置是最直接有效的方法。但是由于位置傳感器的存在，增加了無刷直流電動(dòng)機(jī)的重量和結(jié)構(gòu)尺寸，不利于電動(dòng)機(jī)的小型化；旋轉(zhuǎn)時(shí)傳感器難免有磨損，且不易維護(hù)；同時(shí)，傳感器的安裝精度和靈敏度直接影響電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能；另一方面，由于傳輸線太多，容易引入干擾信號(hào)；由于是硬件采集信號(hào)，更降低了系統(tǒng)的可靠性。為適應(yīng)無刷電動(dòng)機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展，無位置傳感器無刷直流電動(dòng)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，它一般利用電樞繞組的感應(yīng)反電動(dòng)勢(shì)來間接獲得轉(zhuǎn)子磁極位置，與直接檢測(cè)法相比，省去了位置傳感器，簡化了電動(dòng)機(jī)本體結(jié)構(gòu)，取得了良好的效果，并得到了廣泛的應(yīng)用。而近些年，隨著電子技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，位置檢測(cè)可以通過芯片配合適當(dāng)?shù)乃惴▉韺?shí)現(xiàn)。但現(xiàn)有的用于無位置傳感器無刷直流電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)普便存在電路不完善，硬件電路復(fù)雜，沒有相應(yīng)的電壓、電流保護(hù)電路及成本相對(duì)較高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其目的是解決現(xiàn)有的無位置傳感器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件電路復(fù)雜、成本高，沒有相應(yīng)的電壓、電流保護(hù)電路等方面存在的問題。

本發(fā)明實(shí)施方式是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施方式提供一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括：DSP控制器、功率驅(qū)動(dòng)電路、三相全橋逆變電路、反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和保護(hù)電路；

所述DSP控制器，其脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)輸出端經(jīng)功率驅(qū)動(dòng)電路與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的三相全橋逆變電路連接，用于輸出正確的PWM控制方波，經(jīng)功率驅(qū)動(dòng)電路控制三相全橋逆變電路的通斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的正確饋電，控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；

所述反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)電路，經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC與所述DSP控制器，用于 根據(jù)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC轉(zhuǎn)換所測(cè)量得到的端電壓信號(hào)來得到反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)，進(jìn)而確定換相點(diǎn)，通過所述DSP控制器控制輸出正確的PWM控制方波；

所述電流檢測(cè)電路，通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC與所述DSP控制器連接，其反饋端與所述三相全橋逆變電路輸出端連接，用于對(duì)三相全橋逆變電路反饋的電流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC轉(zhuǎn)換后傳送至所述DSP控制器用于確定是否過流；

所述保護(hù)電路，與所述DSP控制器的控制端連接，用于根據(jù)所述DSP控制器控制端提供的電流與電壓的變化，對(duì)所述DSP控制器進(jìn)行過流、過壓保護(hù)。

所述的DSP控制器采用TMS320LF240x系列芯片。

所述的DSP控制器采用TMS320LF240芯片。

所述的電流檢測(cè)電路由接在三相全橋逆變電路的逆變橋下端與功率驅(qū)動(dòng)電路的功率板地線之間的分流電阻和放大電路組成。

所述的反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)電路是由兩個(gè)電阻和一個(gè)起濾波作用的電容組成的端電壓分壓電路。

所述的功率驅(qū)動(dòng)電路由三片IR21101連接組成。

所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器還包括：接口電路，用于連接外部設(shè)備，具體包括鍵盤和顯示電路以及內(nèi)存擴(kuò)展電路。

所述的保護(hù)電路為過流保護(hù)電路和過壓保護(hù)電路。