[實(shí)用新型]多處理器永磁無(wú)刷直流電機(jī)聯(lián)合調(diào)速系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720543372.8
• 申請(qǐng)日: 2017-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN206835021U
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉向辰;楊沛豪;藺健;王曉蘭;寇水潮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P6/08
• 分類號(hào): H02P6/08;H02P29/028;H02P6/182
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 李宏德

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，具體為多處理器永磁無(wú)刷直流電機(jī)聯(lián)合調(diào)速系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)與器件的飛速發(fā)展，無(wú)刷電機(jī)BLDC憑借其無(wú)碳刷磨損、無(wú)換向火花、噪聲低、維護(hù)成本低、運(yùn)轉(zhuǎn)效率高和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)逐步替代傳統(tǒng)有刷電機(jī)，并廣泛應(yīng)用于家電、航模、電動(dòng)汽車等新興技術(shù)領(lǐng)域。無(wú)刷電機(jī)在調(diào)速時(shí)必須要判斷轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，控制器利用轉(zhuǎn)子反饋的旋轉(zhuǎn)位置按照設(shè)定好控制策略進(jìn)行換相，使得電機(jī)在每個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)連續(xù)可靠旋轉(zhuǎn)。在無(wú)位置傳感器檢測(cè)無(wú)刷電機(jī)調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，如何將無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置精確檢測(cè)一直是無(wú)刷電機(jī)調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)難題，同時(shí)無(wú)刷電機(jī)平穩(wěn)、可靠運(yùn)行是保證各類涉及無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的關(guān)鍵因素之一。

現(xiàn)有無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)存在以下缺陷和不足：(1)采用位置傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)，進(jìn)一步增大無(wú)刷直流電機(jī)體積和成本，同時(shí)位置傳感器信號(hào)傳輸電纜易受到外界環(huán)境的干擾，降低電機(jī)運(yùn)行連續(xù)度；(2)無(wú)位置轉(zhuǎn)子位置信號(hào)檢測(cè)方法單一，僅采用反電勢(shì)脈沖法或定子端電壓模擬量采集法，未將數(shù)字量和模擬量?jī)煞N方法結(jié)合起來(lái)判斷轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置；(3)僅采用處理器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，未結(jié)合多處理聯(lián)合運(yùn)行優(yōu)勢(shì)，若控制板處理器發(fā)生故障時(shí)，電機(jī)無(wú)法連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；(4)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制橋采用單橋運(yùn)行方式，任一橋壁上電力電子器件發(fā)生故障時(shí)，無(wú)刷直流電機(jī)需立即停機(jī)檢修。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供多處理器永磁無(wú)刷直流電機(jī)聯(lián)合調(diào)速系統(tǒng)，運(yùn)行連續(xù)度強(qiáng)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置判斷精確，電極運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性強(qiáng)。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

多處理器永磁無(wú)刷直流電機(jī)聯(lián)合調(diào)速系統(tǒng)，包括無(wú)刷直流電機(jī)，還包括主處理器模塊、輔助處理器模塊、電平轉(zhuǎn)化模塊、主反電勢(shì)檢測(cè)模塊、輔助反電勢(shì)檢測(cè)模塊和驅(qū)動(dòng)電路模塊；其中，所述主處理器模塊和輔助處理器模塊均用于采集無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，并通過(guò)所檢測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置分別輸出控制無(wú)刷直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的數(shù)字PWM信號(hào)，所述主處理器模塊的通信端和輔助處理器模塊通信端連接有用于互相通信的RS-232線纜，所述主處理器模塊和輔助處理器模塊的數(shù)字PWM輸出端分別連接將3.3V電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為12V電平信號(hào)的電平轉(zhuǎn)化模塊，所述電平轉(zhuǎn)化模塊連接有用于驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路模塊，所述無(wú)刷直流電機(jī)經(jīng)主反電勢(shì)檢測(cè)模塊將電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)反饋至主處理器模塊中斷輸入端口，所述無(wú)刷直流電機(jī)經(jīng)輔助反電勢(shì)檢測(cè)模塊將電機(jī)轉(zhuǎn)子信號(hào)反饋至輔助處理器模塊模擬量采集端口。

優(yōu)選的，所述主處理器模塊包括MSP430F149低功耗智能處理器，所述輔助處理器模塊包括STC15W404單片機(jī)。

進(jìn)一步，所述主反電勢(shì)檢測(cè)模塊包括LM324運(yùn)算放大電路芯片U1，電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻 R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20和電阻R21；

所述LM324運(yùn)算放大電路芯片U1的第1引腳通過(guò)電阻R2與 MSP430F149低功耗智能處理器第12引腳相接，所述LM324運(yùn)算放大電路芯片U1的第2引腳通過(guò)電阻R6接地，所述LM324運(yùn)算放大電路芯片U1 的第3引腳通過(guò)電阻R12接地，所述LM324運(yùn)算放大電路芯片U1的第4 引腳與12V電源相接，所述LM324運(yùn)算放大電路芯片U1的第5引腳通過(guò)電阻R14接地，所述LM324運(yùn)算放大電路芯片U1的第6引腳通過(guò)電阻 R20接地，所述LM324運(yùn)算放大電路芯片U1的第7引腳通過(guò)電阻R21與MSP430F149低功耗智能處理器第13引腳相接，所述LM324運(yùn)算放大電路芯片U1的第11引腳接地，所述LM324運(yùn)算放大電路芯片U1的第12引腳通過(guò)電阻R13接地，所述LM324運(yùn)算放大電路芯片U1的第13引腳通過(guò)電阻R8接地，所述LM324運(yùn)算放大電路芯片U1的第14引腳通過(guò)電阻R3與 MSP430F149低功耗智能處理器第14引腳相接。

再進(jìn)一步，所述電平轉(zhuǎn)化模塊包括均為TLP521-4的光電隔離芯片P1、光電隔離芯片P2和光電隔離芯片P3，電阻R31、電阻R32、電阻R33、電阻R34、電阻R35、電阻R36、電阻R37、電阻R38、電阻R39、電阻 R40、電阻R41、電阻R42、電阻R47、電阻R48、電阻R49、電阻R50、電阻R55、電阻R56、電阻R57、電阻R58、電阻R59、電阻R60、電阻 R61和電阻R64；