[實(shí)用新型]一種隔離式刷式直流電機(jī)電流測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620017648.4
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN205304658U
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾凌云;李衛(wèi)華;阮華平;廖倩
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: H02P7/00
• 分類號: H02P7/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 趙麗影;肖明洲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有全隔離功能的刷式直流電 機(jī)繞組電流測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

21世紀(jì)的今天，電機(jī)在現(xiàn)代化的許多生產(chǎn)、生活方面中起著十分重要的作用，如： 工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、航空航天、機(jī)器人技術(shù)、運(yùn)動控制技術(shù)等方面。隨著人們對自動化的精 度、速度要求越來越高，電機(jī)的復(fù)雜、精密控制成為一項(xiàng)系統(tǒng)工程技術(shù)，應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛， 例如：火炮系統(tǒng)、飛船光電池對太陽的跟蹤控制，數(shù)控機(jī)床等各類工業(yè)設(shè)備。在各類各樣的 電機(jī)中，刷式直流電機(jī)以起動和調(diào)速性能好、過載能力強(qiáng)、受電磁干擾影響小、轉(zhuǎn)矩大等優(yōu) 點(diǎn)活躍在許多場合。各類電機(jī)的控制方法一直在不斷研究中，對電機(jī)的復(fù)雜控制，是指對電 動機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)矩，電壓，電流，功率等物理量通過一些控制算法進(jìn)行數(shù)字控制，從而 達(dá)到先進(jìn)的電機(jī)動、靜態(tài)工作性能。在許多需要盡量縮短起動、制動過程的時(shí)間的工程機(jī)械 中都需要用到復(fù)雜數(shù)字控制，例如龍門刨床、可逆軋鋼機(jī)等。而對于刷式直流伺服電機(jī)來 說，電流控制環(huán)能保證電機(jī)在最大允許電流下迅速起動、制動，可以充分利用電機(jī)的過載能 力，使系統(tǒng)以最大加速度運(yùn)行，當(dāng)?shù)竭_(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)電流控制環(huán)使電流降下來使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載 轉(zhuǎn)矩平衡，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。電流控制環(huán)可改善電機(jī)轉(zhuǎn)矩的動、靜態(tài)性能，達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)、準(zhǔn)、快 的工作目標(biāo)，并且可以起到過流保護(hù)的作用，可見在刷式直流伺服電機(jī)的復(fù)雜控制中電流 環(huán)起著重要的作用。對刷式直流電機(jī)的電流測量是電流控制環(huán)的重要環(huán)節(jié)。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對背景技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種隔離式刷式直流電機(jī)電流測量系 統(tǒng)。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種隔離式刷式直流電機(jī)電流測量系統(tǒng)，包括：采樣電阻電路、隔離放大器、

基于STM32的微控制器、ADC基準(zhǔn)電壓源；采樣電阻電路與隔離放大器連接，隔離放 大器與基于STM32的微控制器連接，ADC基準(zhǔn)電壓源與基于STM32的微控制器連接。

所述的采樣電阻電路包括采樣電阻R1，去噪電容C_F4、C_F3；C_F4的第一引腳連接 R1的第一引腳,C_F4的第二引腳連接鋰電池組的地,C_F3的第一引腳連接R1的第二引腳,C_ F3的第二引腳連接鋰電池組的地。

所述的隔離放大器包括元件U9、輸入端匹配電阻R36、R37、匹配電容C32，

芯片電壓去耦電容C3、C31，差分輸出端去噪電容C_D1、C_D2，輸出端RC濾波環(huán)節(jié) RF1、C_F5、R_F2、C_F7，微控制器GPIO口輸出端去噪電容C_F6、C_F7；元件U9采用芯片 AMC1200實(shí)現(xiàn)；U9的第二引腳與R36的第二引腳和C32的第一引腳連接,U9的第3引腳與R37的 第二引腳和C32的第二引腳連接,U9的第一引腳與C30的第一引腳連接，U9的第4引腳與C30 的第二引腳連接,U9的第8引腳與C31的第一引腳連接,U9的第5引腳與C31折第二引腳連接。 R_F1的第一引腳與C_D1的第一引腳連接，R_F1的第二引腳與C_F5的第一引腳和C_F6的第一 引腳連接。R_F2的第一引腳與C_D2的第一引腳連接，R_F2的第二引腳與C_F7和第一引腳和 C_F8的第一引腳連接。C_D1、C_D2、C_F5、C_F6、C_F7、C_F8的第二引腳相連接。

所述的基于STM32的微控制器包括主控芯片，晶振、復(fù)位模塊，SWD下載調(diào)

試接口，狀態(tài)指示，2mm間距接口座子。

所述的ADC基準(zhǔn)電壓源包括U1，芯片去耦電容C1、C2、C3；U1的第2引腳

與C1、C2的第一引腳連接，U1的第6引腳與C3的第一引腳連接，C1、C2、C3的第二引 腳相連接。

與其它刷式直流電機(jī)電流測量電路相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）電路安全可靠，電流采樣精度高，采樣頻率較高。

（2）具有強(qiáng)電、弱電之間的隔離，模擬、數(shù)字之間的隔離，電路板上系統(tǒng)具有完整性 較好、信噪比較低的信號傳遞，防瞬態(tài)沖擊保護(hù)的功能。

（3）通過隔離放大器作為隔離器件實(shí)現(xiàn)刷式直流電機(jī)的電樞電流測量，且采樣環(huán) 節(jié)可以與任意電機(jī)繞組串接，適用電機(jī)范圍廣、適用環(huán)境寬。

（4）選用的微控制器內(nèi)集成有12-bit、最高1MHz采樣率、多采樣通道的ADC單元，不 需要專門的ADC芯片就可以實(shí)現(xiàn)高精度的電流測量，集成度高、成本低。

附圖說明