[發明專利]交直流兩用三相永磁無刷直流電動機控制器

在審

• 申請號: 201710716982.8
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107294471A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 彭希南;彭程
• 申請（專利權）人: 彭希南
• 主分類號: H02P29/00
• 分類號: H02P29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及交直流兩用三相永磁無刷直流電動機控制器，主要應用于家用電器、工業機器人、新型醫療設備、自動化設備眾多工業部門。

背景技術

《中華人民共和國節約能源法》第十七條明文規定：“禁止生產、進口、銷售國家明令淘汰或者不符合強制性能源效率標準的用能產品、設備；禁止使用國家明令淘汰的用能設備、生產工藝。”第十八條規定，“國家對家用電器等使用面廣、耗能量大的用能產品，實行能源效率標識管理。”傳統的Y系列電機一般在額定點運行，效率主要考慮在額定點，通常為單一額定工作點電機，目前已經列入機電產品強制淘汰目錄。所以，在可持續發展和節能降耗的大背景下，高效的三相永磁無刷直流電動機由于其高效區面積較大，應用范圍越來越廣泛，已經開始從電動單車、電動汽車擴展到各種伺服系統、航天航空、家用電器、工業機器人、新型醫療設備、自動化控制領域。

但是，現有的三相永磁無刷直流電動機不能單獨使用，與之配套的控制器還存在以下問題：

1．永磁無刷直流電動機控制器的外殼基本上為鋁型材結構，目前尚無類似PLC可編程控制器結構的控制器以適應眾多的應用需求。

2. 鋁型材結構的控制器，出線方式上基本上是從鋁型材兩邊的端蓋出線，連接線眾多，線頭上又缺少必要標識，常常造成接線錯誤，或者由于接線接觸不良，造成控制器不必要的損壞，安裝工藝復雜，不適合安裝在具有導軌的通用電控柜或控制箱中。

2．控制器的弱電部分和強電部分混合出線，電磁干擾嚴重，導致可靠性較差，一旦損壞，維修特別困難。

3．控制器缺乏統一的能量管理概念。

4．控制器只有線控操作，不支持無線遙控操作。

5．不加裝散熱片，VMOS功率管特別容易燒損；加裝散熱片的話又導致成本居高不下，控制器難以實現小型化。

發明內容

據此，本發明提出了一種交直流兩用三相永磁無刷直流電動機控制器設計方案，采用難燃品級的94HB工程塑料外殼以及類似PLC控制器或交流接觸器的軌道式安裝模式，適合額定功率小于1000W的三相永磁無刷直流電動機的控制。

一種交直流兩用三相永磁無刷直流電動機控制器，包括上殼體1、底座2，PCB電路板3、彈簧卡片4、遙控接收模塊5，所述的PCB電路板3上焊接有ARM芯片32、輸入信號調理芯片33、開關電源控制芯片35、開關電源功率芯片301、前置驅動芯片307、碳化硅功率管302以及工字型電感34、電解電容36、整流橋堆37、電源濾波器38、壓敏電阻39、發光二極管組308，其要點在于：

所述的ARM芯片32是指基于ARM構架的處理芯片，ARM芯片32中同時駐機固化有一個專用無刷直流電動機旋轉矢量運算程序包、一個通用單片機運算程序包和一個能量管理程序包，ARM芯片32為LQFP64腳表貼封裝；

所述的PCB電路板3上還焊接有U相電流檢測康銅絲303、V相電流檢測康銅絲304、W相電流檢測康銅絲305以及總電流檢測康銅絲306，所述的康銅絲均折彎成“M”狀；

所述的PCB電路板3上還焊接有遙控接收模塊5；

所述的PCB電路板3兩側分別焊接有一條12位接線連接器31，上殼體1的頂部有微微上凸的標識字，以定義12位接線連接器31上的每一個接線端子的功能；

控制端接線側11的標識字包括直流電源14、正反轉和剎車15、接調速器16、輔助輸入17，其中：

所述的直流電源14下又分為正極（+）、負極（-）和GND接線標識字，所述的正反轉和剎車15下包括有：正/反（Z/F）、GND、剎車（SC）接線標識字，所述的接調速器16下包括有GND、調速（TS）、+4.3V接線標識字，所述的輔助輸入17下包括有IN1、GND、IN2接線標識字；

永磁無刷直流電動機接線側12的標識字包括：電機相線18、電機霍爾信號輸入19，其中：

所述的電機相線18下包括有V、W、U和GND接線標識字，所述的電機霍爾信號輸入19下包括紅（Vc）、藍（A）、黃（B）、綠（C）、黑（GND）接線標識字,分別接來自電機內部的A、B、C霍爾傳感器定位信號，所述的交流輸入側13下包括有：220V（L）、G、220V（N）接線標識字。

選用直流電源輸入時，將直流電源分別接到標識有直流電源14下的12位接線連接器31的正極（+）和負極（-）接線端子處；選用交流電輸入時，將市電220V分別接到標識有交流輸入側13下的12位接線連接器31的220V（N）和220V（L）接線端子處，接線端子的（G）端接市電220V的保護地。