[發明專利]直流電機控制系統、直流電機和用于控制直流電機的上位機

在審

• 申請號: 201710944793.6
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107579681A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 童志鵬;蔡易霖;張敏;喻文斌;王顏章;楊健;張曉菲
• 申請（專利權）人: 珠海格力節能環保制冷技術研究中心有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P7/00
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司44247
• 代理人: 尹彥,胡朝陽

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，尤其涉及直流電機控制系統、直流電機和用于控制直流電機的上位機。

背景技術

永磁同步電機具有高功率密度、高效率、低損耗、體積小和結構簡單等特點，得到了越來越廣泛的運用。

目前，大多數的永磁直流電機采用內置式控制器進行控制，行業內，電機電源線通常有5個接口，分為紅(VDC)黑(GND)白(VCC)黃(VSP)藍(FG)，其中VDC為電機母線電壓輸入接口，VCC為15V輸入接口，VSP為轉速控制信號輸入接口，FG為電機轉速反饋信號。

在利用上位機控制電機的系統中，通過傳統的5根電源線對電機控制，上位機只能通過FG接口獲取電機的轉速信號，無法直接獲取電機轉矩。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術存在的缺陷，提供一種實時反饋電機轉矩的直流電機控制系統、直流電機和用于控制直流電機的上位機。

本發明提供了一種直流電機控制系統，其包括直流電機和用于控制所述電機的上位機，所述直流電機與所述上位機通過電源母線相連接，所述直流電機包括轉矩輸出接口，所述上位機包括轉矩輸入接口，所述電源母線包括轉矩反饋子線，所述轉矩反饋子線連接于所述轉矩輸出接口與所述轉矩輸入接口之間，用于將所述直流電機的轉矩信號實時反饋給所述上位機。

所述直流電機還包括電機MCU，所述轉矩輸出接口與所述電機MCU相連接，所述電機MCU輸出所述直流電機的轉矩信號給所述轉矩輸出接口。

所述轉矩信號為PWM脈寬調制信號，通過所述PWM脈寬調制信號的占空比來表示轉矩數值。

所述上位機還包括上位機MCU和連接于所述上位機MCU與所述轉矩輸入接口之間的轉矩接口電路，所述轉矩接口電路用于讀取所述轉矩反饋子線傳輸的轉矩信號并傳送給所述上位機MCU進行處理。

所述轉矩接口電路包括電阻R1、R2、R3、R4、光耦D1和電容C1，電阻R1的兩端與光耦主邊的兩端相連接，電阻R1的一端接高電平Vdd,電阻R1的另一端通過電阻R2與所述轉矩輸入接口相連接，所述光耦副邊的一端通過電阻R3與所述上位機MCU的一個I/O口相連接，所述光耦副邊的另一端與所述上位機MCU的用于接收所述轉矩信號的I/O相連接，且分別通過電阻R4和電容C1接地。

所述電源母線還包括電機母線電壓信號子線， 15V電壓信號子線，轉速控制信號子線，電機轉速反饋信號子線和接地子線，所述電機母線電壓信號子線，所述 15V電壓信號子線，所述轉速控制信號子線，所述電機轉速反饋信號子線、所述接地子線和所述轉矩反饋子線分別具有不同的顏色。

本發明還提供了一種直流電機，其包括轉矩輸出接口和與所述轉矩輸出接口相連接的電機MCU，所述MCU用于將所述直流電機的轉矩信號輸出給所述所述轉矩輸出接口。

本發明還提供了一種用于控制直流電機的上位機，其包括上位機MCU、轉矩輸入接口和連接于所述上位機MCU與所述轉矩輸入接口之間的轉矩接口電路，所述轉矩接口電路用于讀取所述轉矩輸入接口接收到的轉矩信號并傳送給所述上位機MCU進行處理。

與現有技術相比較，本發明的直流電機控制系統通過在直流電機上設置轉矩信號輸出接口，在上位機上設置轉矩信號輸入接口，并在傳統的電源母線中增加一根電機轉矩反饋子線來連接所述轉矩信號輸出接口和轉矩信號輸入接口，將電機的轉矩實時的反饋給上位機，硬件電路搭建簡單，上位機能夠實現更加復雜的控制算法，整個電機控制系統的應用范圍更廣。

附圖說明

圖1是本發明直流電機控制系統的線束連接示意圖；

圖2是本發明直流電機控制系統的電路連接示意圖；

圖3是本發明直流電機控制系統的轉矩信號的示意圖；

圖4是圖3中的的轉矩信號與占空比的關系示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本發明實施例中，提供了一種直流電機控制系統，其包括直流電機10和用于控制所述電機的上位機20，所述直流電機10與所述上位機20通過電源母線30相連接。

所述直流電機10包括轉矩輸出接口11和電機MCU12，所述轉矩輸出接口11與所述電機MCU12相連接，所述電機MCU12輸出所述直流電機10的轉矩信號給所述轉矩輸出接口12。

如圖3、圖4所示，所述轉矩信號為PWM脈寬調制信號，通過所述PWM脈寬調制信號的占空比來表示轉矩數值，通過設置轉矩最大值與最小值對應的占空比的最大值和最小值，在占空比的最大值和最小值之間選取不同占空比對應表示不同轉矩數值。