[發(fā)明專利]一種基于FOC直流無刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110556518.3
• 申請(qǐng)日: 2021-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN113162483A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊博雯;王利利;明守群;楊明月;趙志寬;邵宇楠;段禹庭;王鵬;陳嘉鑫;劉明智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P6/06
• 分類號(hào): H02P6/06;H02P6/28;H02P6/20;H02P21/00;H02P21/18;H02P21/22;H02P27/08
• 代理公司: 西安合創(chuàng)非凡知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61248
• 代理人: 居延娟

1.一種基于FOC直流無刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括第一硬

件系統(tǒng)和第一電機(jī)；

所述第一硬件系統(tǒng)電性連接電機(jī)，用于第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，

所述第一軟件系統(tǒng)設(shè)置在主控計(jì)算機(jī)，用于第一電機(jī)控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FOC直流無刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征

在于，所述第一硬件系統(tǒng)包括：

第一電源電路，用于伺服驅(qū)動(dòng)器提供電源；

第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，用于第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)；

運(yùn)算放大電路，用于電流采樣放大和FLT保護(hù)；

接口電路，用于電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器接口；

人機(jī)交互電路，用于電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器人機(jī)接口；

單片機(jī)最小系統(tǒng)電路，用于電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器綜合控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FOC直流無刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征

在于，所述第一電源電路包括電源輸入端Header3、POWER，電容C2、C18、C12，電阻R14、R129、R7、R15，MOS管M1，穩(wěn)壓管D3；

電容C2、電阻R14、電阻R129并聯(lián)后跨接于電源輸入端Header3和電源輸入端POWER的兩端；電容C18跨接于穩(wěn)壓管D3的兩端，MOS管M1的源極連接穩(wěn)壓管D3的正極，MOS管M1的柵極連接穩(wěn)壓管D3的負(fù)極，MOS管M1的漏極連接電阻R129；

電阻R7和電阻R15串聯(lián)后，一端連接電容C2，另一端連接穩(wěn)壓管D3的負(fù)極；電容C12正極連接電阻R7，負(fù)極連接地。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FOC直流無刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征

在于，所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括三相逆變橋電路和半橋驅(qū)動(dòng)電路，半橋驅(qū)動(dòng)電路連接三相逆變橋電路。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FOC直流無刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征

在于，所述運(yùn)算放大電路包括電流采樣放大電路和FLT 保護(hù)電路。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FOC直流無刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征

在于，所述接口電路包括測試相線信號(hào)接口電路、 CAN接口電路、備用接口電路、DAC接口電路、電壓采樣接口電路、串口通信接口電路及霍爾接口電路。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于FOC直流無刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征

在于，所述人機(jī)交互電路包括電位器調(diào)速電路、按鍵電路及LED燈顯示電路。

8.一種基于FOC直流無刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括第二硬

件系統(tǒng)、第二軟件系統(tǒng)和第二電機(jī)；

所述第二硬件系統(tǒng)電性連接電機(jī)，用于第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)，

所述第二軟件系統(tǒng)設(shè)置在主控計(jì)算機(jī)，用于第二電機(jī)控制。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于FOC直流無刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征

在于，所述第二硬件系統(tǒng)包括：

第二電源電路，用于伺服驅(qū)動(dòng)器提供電源；

第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，用于用于第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)；

主控電路，用于伺服驅(qū)動(dòng)器主控；

TTL轉(zhuǎn)串口電路，用于TTL轉(zhuǎn)串口；

電流檢測電路，用于電流檢測；

指示燈電路，用于指示燈顯示；

SWD下載接口電路，用于SWD下載；

外設(shè)接口控制電路，用于外設(shè)接口控制；

電機(jī)輸出接口電路，用于第二電機(jī)輸出接口；

OLED顯示屏接口電路，用于OLED顯示屏接口。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于FOC直流無刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器，其特

征在于，所述第二軟件系統(tǒng)包括：

采樣模塊，用于利用驅(qū)動(dòng)器中的ADC功能來測量采樣電阻的電壓值，并且通過相電流重構(gòu)轉(zhuǎn)換為三相電流值；

變換模塊，用于將重構(gòu)轉(zhuǎn)換后的三項(xiàng)電流值進(jìn)行Clarke與Park變換，最終得到d軸電流；將編碼器采集的信號(hào)轉(zhuǎn)化為電角度值和轉(zhuǎn)子角速度值；

比較模塊，用于比較目標(biāo)參考速度與實(shí)際編碼器轉(zhuǎn)化的反饋速度，將比較結(jié)果送入速度PID控制器進(jìn)行速度控制，以輸出電流環(huán)需要的電流值i_q^*；

速度環(huán)輸出模塊，用于將速度環(huán)輸出的i_q^*送入電流PID控制器，以輸出需要的電壓值V_q、V_d；

控制三相逆變橋的輸出模塊，用于對(duì)d軸的電壓值V_q、V_d進(jìn)行反Park變換以及SVPWM，最終得到SVPWM信號(hào)，控制三相逆變橋的輸出，進(jìn)而控制永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。