[發明專利]一種多功能電機驅動器及控制方法

在審

• 申請號: 201710507199.0
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107093968A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 陳松;李翔;陳蘊
• 申請（專利權）人: 安徽建筑大學城市建設學院;安徽建筑大學
• 主分類號: H02P7/29
• 分類號: H02P7/29;H02P27/04;H02P8/14
• 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

本發明涉及一種多功能電機驅動器及控制方法，用于控制多種電機，包括直流電機，交流電機和步進電機。

背景技術

電力電子技術能以小功率信號控制大功率輸出，從而構成強電與弱電之間的接口。當今微電子技術的新成就可以通過這一接口移植到傳統工業產品，促使其更新換代。高可靠性的電力電子積木和集成電力電子模塊技術是未來電力電子技術發展的新熱點。電力電子積木采用先進的表面貼裝技術將觸發器、有源器件、主電源板集成在一起，具有多重功能，大大縮小電力電子裝置的體積和重量，降低裝置的損耗和成本，提高高頻工作效率。集成電力電子模塊可以實現電力電子技術的智能化、模塊化，并大大降低電路接線電感和提高系統效率。

直流電機，交流電機，步進電機廣泛應用于工業生產中，例如數控機床工作臺和刀具架的移動，刀具電機的運行，輸送機的運轉。對電機的驅動電路的應用研究也有重要價值。

發明內容

針對目前存在的上述技術問題，本發明提供了一種多功能電機驅動器及控制方法，可以控制多種電機。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：一種多功能電機驅動器，包括STM32控制器，STM32控制器分別通過直流電機驅動電路、交流電機驅動電路、步進電機驅動電路控制直流電機、交流電機、步進電機啟動、停止或改變轉速；STM32控制器的管腳PD0、PD1、PD2、PD3、PD4、PD5、PD6分別與按鍵SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7連接，按鍵SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7分別代表“選擇直流電機”、“選擇交流電機”、“選擇步進電機”、“加速”、“減速”、“啟動”、“停止”；STM32控制器的管腳PB1、PB2、PB4、PB5、PB6用于輸出脈沖信號；STM32控制器的數模輸出管腳PA0、PA1、PA2用于輸出電壓信號；STM32控制器的管腳PC0和PC1用于輸出數字信號0、1。

進一步地，直流電機驅動電路由四個二極管VD1-VD4和四個三極管V1-V4構成，三極管V1與二極管VD1并聯，三極管V2與二極管VD2并聯，三極管V3與二極管VD3并聯，三極管V4與二極管VD4并聯，二極管VD1、VD2、VD4、VD3首尾順序連接；直流電機電樞M一側接在二極管VD1和VD3之間，另一側接在二極管VD2和VD4之間；

STM32控制器的管腳PB1、PB2輸出2個脈沖信號，管腳PB1連接三極管V1和V4基極，管腳PB2連接三極管V2和V3基極；當PB1從輸出高電平變為輸出低電平時，VD2和VD3用于續流；當PB2從輸出高電平變為輸出低電平時，VD1和VD4用于續流；

當PB1管腳輸出正脈沖占空比大于0.5時，對應三極管V1和V4導通，電機正轉；當PB2管腳輸出正脈沖占空比大于0.5時，對應三極管V2和V3導通，電機反轉；當PB1和PB2管腳輸出正脈沖占空比等于0.5時，電機停轉；改變PB1和PB2管腳輸出的脈沖信號的占空比，就改變了功率驅動電路輸出信號的占空比，改變加在直流電機電樞上的平均電壓，從而改變直流電機的轉速。

進一步地，交流電機驅動電路由3個正弦波發生器MAX038模塊電路組成，即MAX038芯片U2、U3、U4；正弦波發生器MAX038模塊電路的A0、A1管腳用于選擇波形類型，STM32控制器的管腳PC0和PC1連接A0和A1管腳，當A1輸入數字信號1，輸出正弦波；

STM32控制器的數模輸出管腳PA0連接芯片U2的FADG管腳，芯片U2輸出信號到交流電機A相繞組，通過PA0輸出電壓值控制芯片U2輸出正弦信號的頻率；

STM32控制器的數模輸出管腳PA1連接芯片U3的FADG管腳，芯片U3輸出信號到交流電機B相繞組，通過PA1輸出電壓值控制芯片U3輸出正弦信號的頻率；

STM32控制器的數模輸出管腳PA2連接芯片U4的FADG管腳，芯片U4輸出信號到交流電機C相繞組，通過PA2輸出電壓值控制芯片U4輸出正弦信號的頻率；

MAX038芯片U2-U4共產生3個相位相差120度的正弦波，通過改變正弦波的頻率，改變加在交流電機上的交流電頻率，從而改變交流電機轉速。

進一步地，STM32控制器的管腳PB4-PB6輸出3個脈沖信號，輸出到單電壓功率放大電路，單電壓功率放大電路中：