[發明專利]一種高電壓無刷電機驅動下的恒壓水泵控制系統

在審

• 申請號: 202210678947.2
• 申請日: 2022-06-15
• 公開（公告）號: CN115133815A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 殷建軍;董伯涵;項祖豐;徐天宇;壽浙輝;王云杰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/14;H02P6/20;H02M7/217;H02M1/44;H02H7/08
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 趙芳

本發明公開了一種高電壓無刷電機驅動下的恒壓水泵控制系統，所述恒壓水泵控制系統包括EMI濾波模塊，整流濾波模塊，電壓轉換模塊，主處理器模塊，電機驅動模塊，故障檢測與保護模塊，壓力檢測模塊及無刷電機接口模塊，主處理器模塊分別連接電壓轉換模塊，電機驅動模塊，故障檢測與保護模塊以及壓力檢測模塊，本發明采用市電作為供電輸入，并經過保護、整流、濾波電路后，轉換為高壓約310V直流電輸出到無刷電機，使得系統的功率范圍得到了較大提高，同時通過采用集成了高電壓、無位置傳感器電機驅動的處理芯片，并設計了相關的過流保護、過溫保護電路，大大提升了系統的自保護能力。

技術領域

本發明屬于恒壓水泵控制系統技術領域，具體涉及一種高電壓無刷電機驅動下的恒壓水泵控制系統。

背景技術

水泵，作為供水系統中的能耗設備，提高其運行效率是實現供水系統節能減排的關鍵。無論何類型的水泵，都需要由電機帶動葉輪高速旋轉，產生動力。傳統的水泵采用感應電機或有刷電機作為動力來源，感應電機體積大，運轉速度難以調整，會造成嚴重的能量浪費；有刷電機由于受到電刷的限制，在惡劣環境下使用具有顯著劣勢。

相比于傳統的動力方案，無刷電機在諸多方面都有巨大優勢。無刷電機由于沒有電刷，在運行過程中減少了能量的損耗，這意味著無刷電機的噪聲更小，發熱更少，大大增加了電能的轉換效率；同時，無刷電機既沒有電刷造成尺寸上的約束，又不同于感應電機具有大尺寸的定子和轉子，因此可以大大節約占用空間；更重要的是，無刷電機速度范圍寬，可調速能力強，變頻調速技術的使用能有效減少傳統供水過程中的能量不必要的浪費，從而解決傳統供水模式下的電能浪費。

目前，國內采用無刷電機作為動力來源的水泵系統相對較少，且市面上無刷電機驅動下的水泵大都只在小電壓范圍(48V以下)內使用，其功能上也存在一些不足之處，包括，功率低，智能化程度低，自保護能力差等。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種高電壓無刷電機驅動下的恒壓水泵控制系統，該系統具有功率范圍大，集成度高，自保護能力強等優點。

采取如下技術方案：

一種高電壓無刷電機驅動下的恒壓水泵控制系統，包括：EMI(電磁干擾) 濾波模塊，整流濾波模塊，電壓轉換模塊，主處理器模塊，電機驅動模塊，壓力檢測模塊以及無刷電機接口模塊。

EMI濾波模塊，用于濾除交流輸入端的電磁干擾，并起到對電源的保護作用。

整流濾波模塊，與EMI濾波模塊連接，用于將交流輸入電壓轉為直流母線電壓，交流輸入電壓為市電220V，轉換為直流母線電壓為310V；

主處理器模塊，包括處理芯片電源模塊U1A、處理芯片驅動脈沖發生模塊U1B和處理芯片狀態檢測模塊U1C，用于實現恒壓水泵控制系統的狀態監測與整體控制；

電壓轉換模塊，一端與整流濾波模塊連接，另一端與主處理器模塊連接；將直流母線電壓轉換輸出為直流電VCC后，給主處理器模塊與壓力檢測模塊供電，該電壓轉換模塊以310V直流母線電壓作為輸入，該直流電由市電通過 EMI濾波模塊，整流濾波模塊后轉換而來，以外接反饋電阻分壓的形式，實現DC-DC轉換，同時提供較大的電流，轉換后的直流電VCC為24V，給恒壓水泵控制系統供電；