專利名稱：高精度直流無(wú)刷電機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬電機(jī)控制和保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種既具有智能化，又具有過(guò)流、過(guò)壓、欠壓保護(hù)作用的控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高精度直流無(wú)刷電機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
由于工礦企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的不穩(wěn)定難免出現(xiàn)電機(jī)過(guò)載、電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)、短路，以致造成電機(jī)燒毀、設(shè)備停轉(zhuǎn)，影響生產(chǎn)、危及安全。目前工礦企業(yè)所用的電機(jī)的保護(hù)方式為熱繼電器保護(hù)方式，這種方式無(wú)法采集到電機(jī)的電流值，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且這類裝置技術(shù)落后、準(zhǔn)確性不高無(wú)法可靠地完成對(duì)電機(jī)的控制和保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型主要主要目的在于提供一種能準(zhǔn)確地控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)、對(duì)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、有效保護(hù)電機(jī)的直流無(wú)刷電機(jī)控制器，解決了無(wú)法對(duì)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，控制不準(zhǔn)確、保護(hù)不可靠的技術(shù)問(wèn)題。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的本實(shí)用新型包括與電機(jī)三相繞組相連的驅(qū)動(dòng)電路，還包括與直流電機(jī)的位置傳感器相連的單片機(jī)以及為整個(gè)控制器提供工作電源的電源變換電路，單片機(jī)與所述的驅(qū)動(dòng)電路相連，所述的電源變換電路與直流電源輸入接口相連，所述的單片機(jī)內(nèi)存貯有控制器的工作程序。直流電源輸入接口接外部的直流電源，單片機(jī)將接收到的電機(jī)的位置傳感器的信號(hào)經(jīng)內(nèi)部存貯的工作程序分析、處理輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，再由驅(qū)動(dòng)電路去驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相繞組的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，由單片機(jī)來(lái)進(jìn)行信號(hào)的分析和處理，精度大大提高，從而使電機(jī)工作的可靠性大大提高。
作為優(yōu)選，所述的驅(qū)動(dòng)電路上還連接有電流采樣/檢測(cè)電路，所述的電流采樣/檢測(cè)電路再與所述的單片機(jī)相連。電流采樣/檢測(cè)電路采樣驅(qū)動(dòng)電路上的電流值并與標(biāo)準(zhǔn)植比對(duì)檢測(cè)，然后輸出信號(hào)給單片機(jī)，如過(guò)流，單片機(jī)經(jīng)內(nèi)部程序處理輸出控制信號(hào)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，反之，單片機(jī)輸出控制信號(hào)使驅(qū)動(dòng)電路繼續(xù)工作，電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的過(guò)流保護(hù)。
作為優(yōu)選，所述的單片機(jī)上還連接有過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路，所述的過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路又與所述的直流電源輸入接口相連。過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路對(duì)輸入的直流電源進(jìn)行檢測(cè)，如直流電源超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值或低于標(biāo)準(zhǔn)值，則過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路輸出信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)內(nèi)部程序處理，輸出控制信號(hào)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，反之，單片機(jī)輸出控制信號(hào)使驅(qū)動(dòng)電路繼續(xù)工作，電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)。
作為優(yōu)選，所述的單片機(jī)采用PIC18F2331單片機(jī)，其4、5、6腳與電機(jī)的位置傳感器相連，其13～17腳接電機(jī)控制信號(hào)，其21～26腳接所述的驅(qū)動(dòng)電路；所述的驅(qū)動(dòng)電路分A、B、C三組，每組由一個(gè)芯片IR2101和兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管組成，PIC18F2331單片機(jī)的21、22腳接芯片UA1的2、3腳，UA1的5腳經(jīng)電阻R24接場(chǎng)效應(yīng)管QAL1的柵極，UA1的7腳經(jīng)電阻R23接場(chǎng)效應(yīng)管QAH1的柵極，兩場(chǎng)效應(yīng)管的源極與UA1的6腳連在一起并與電機(jī)的A向繞組相連，B、C兩組的接法與A組類似。實(shí)現(xiàn)方便，性能穩(wěn)定，可靠性高。
作為優(yōu)選，所述的電流采樣/檢測(cè)電路由采樣電阻RF1和運(yùn)放U3A組成，電阻RF1一頭接地，另一頭與場(chǎng)效應(yīng)管QAL1、QBL1、QCL1的漏極相連，然后經(jīng)電阻R29接U3A的3腳，U3A的1腳與所述的單片機(jī)相連。
作為優(yōu)選，所述的過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路由兩個(gè)運(yùn)放U2A、U2B組成，U2A、U2B的輸出腳連在一起并與所述的單片機(jī)相連，U2A的正向輸入腳經(jīng)電阻R14與直流電源輸入接口相連，組成欠壓保護(hù)電路；U2B的負(fù)向輸入腳經(jīng)電阻R15與直流電源輸入接口相連，組成欠壓保護(hù)電路。
本實(shí)用新型的有益效果是采用單片機(jī)對(duì)電機(jī)位置譯碼后去控制驅(qū)動(dòng)電路，然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控并提高了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的準(zhǔn)確性和可靠性；同時(shí)，通過(guò)與驅(qū)動(dòng)電路相連的電流采樣/檢測(cè)電路、與直流電源輸入接口相連的過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路輸送相關(guān)信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)處理后輸出控制信號(hào)關(guān)閉或打開(kāi)驅(qū)動(dòng)電路，使電機(jī)停轉(zhuǎn)或繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的過(guò)流、過(guò)壓、欠壓保護(hù)，確保電機(jī)一直在正常狀態(tài)下工作，從而有效保護(hù)電機(jī)，提高生產(chǎn)安全性。


圖1是本實(shí)用新型與直流無(wú)刷電機(jī)相連的一種電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實(shí)用新型的一種電路原理圖。
圖中1.單片機(jī)，2.驅(qū)動(dòng)電路，3.電源變換電路，4.直流電源輸入接口，5.電流采樣/檢測(cè)電路，6.過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路，11.電機(jī)三相繞組，12.位置傳感器。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例1本實(shí)施例的高精度直流無(wú)刷電機(jī)控制器，如圖1和圖2所示，包括單片機(jī)1、與單片機(jī)1相連的驅(qū)動(dòng)電路2、電流采樣/檢測(cè)電路5、過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路6以及為整個(gè)控制器提供工作電源的電源變換電路3，單片機(jī)1又與直流電機(jī)的位置傳感器12相連，驅(qū)動(dòng)電路2又與電機(jī)三相繞組11相連，電源變換電路3、過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路與直流電源輸入接口4相連，電流采樣/檢測(cè)電路5還與驅(qū)動(dòng)電路2相連，單片機(jī)1內(nèi)存貯有控制器的二作程序，工作時(shí)直流電源輸入接口與外部直流電源相連。如圖2所示，本實(shí)施例中的單片機(jī)1采用PIC18F2331單片機(jī)，其4、5、6腳與電機(jī)的位置傳感器12相連，其13～17腳接電機(jī)控制信號(hào)，其21～26腳接驅(qū)動(dòng)電路2；驅(qū)動(dòng)電路2分A、B、C三組，每組由一個(gè)芯片IR2101和兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管組成，PIC18F2331單片機(jī)的21、22腳接芯片UA1的2、3腳，UA1的5腳經(jīng)電阻R24接場(chǎng)效應(yīng)管QAL1的柵極，UA1的7腳經(jīng)電阻R23接場(chǎng)效應(yīng)管QAH1的柵極，兩場(chǎng)效應(yīng)管的源極與UA1的6腳連在一起并與電機(jī)的A向繞組相連，B、C兩組的接法與A組類似，在這不再多述。本實(shí)施例中的電流采樣/檢測(cè)電路5由采樣電阻RF1和運(yùn)放U3A組成，電阻RF1一頭接地，另一頭與場(chǎng)效應(yīng)管QAL1、QBL1、QCL1的漏極相連，然后經(jīng)電阻R29接U3A的3腳，U3A的1腳與PIC18F2331單片機(jī)的2腳相連。過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路6由兩個(gè)運(yùn)放U2A、U2B組成，U2A、U2B的輸出腳連在一起并與上述單片機(jī)的11腳相連，U2A的正向輸入腳經(jīng)電阻R14與直流電源輸入接口4相連，組成欠壓保護(hù)電路；U2B的負(fù)向輸入腳經(jīng)電阻R15與直流電源輸入接口4相連，組成欠壓保護(hù)電路。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控到的工作情況控制對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)又具有過(guò)流、過(guò)壓、欠壓保護(hù)功能，使電機(jī)工作的準(zhǔn)確性、可靠性、安全性大大提高，確保電機(jī)一直在正常狀態(tài)下工作，從而有效保護(hù)電機(jī)，提高生產(chǎn)安全性。
權(quán)利要求1.一種高精度直流無(wú)刷電機(jī)控制器，包括與電機(jī)三相繞組(11)相連的驅(qū)動(dòng)電路(2)，其特征在于還包括與直流電機(jī)的位置傳感器(12)相連的單片機(jī)(1)以及為整個(gè)控制器提供工作電源的電源變換電路(3)，所述的單片機(jī)(1)與所述的驅(qū)動(dòng)電路(2)相連，所述的電源變換電路(3)與直流電源輸入接口(4)相連，所述的單片機(jī)(1)內(nèi)存貯有控制器的工作程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度直流無(wú)刷電機(jī)控制器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)電路(2)上還連接有電流采樣/檢測(cè)電路(5)，所述的電流采樣/檢測(cè)電路(5)再與所述的單片機(jī)(1)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度直流無(wú)刷電機(jī)控制器，其特征在于所述的單片機(jī)(1)上還連接有過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路(6)，所述的過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路(6)又與所述的直流電源輸入接口(4)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度直流無(wú)刷電機(jī)控制器，其特征在于所述的單片機(jī)(1)采用PIC18F2331單片機(jī)，其4、5、6腳與電機(jī)的位置傳感器(12)相連，其13～17腳接電機(jī)控制信號(hào)，其21～26腳接所述的驅(qū)動(dòng)電路(2)；所述的驅(qū)動(dòng)電路(2)分A、B、C三組，每組由一個(gè)芯片IR2101和兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管組成，PIC18F2331單片機(jī)的21、22腳接芯片UA1的2、3腳，UA1的5腳經(jīng)電阻R24接場(chǎng)效應(yīng)管QAL1的柵極，UA1的7腳經(jīng)電阻R23接場(chǎng)效應(yīng)管QAH1的柵極，兩場(chǎng)效應(yīng)管的源極與UA1的6腳連在一起并與電機(jī)的A向繞組相連，B、C兩組的接法與A組類似。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度直流無(wú)刷電機(jī)控制器，其特征在于所述的電流采樣/檢測(cè)電路(5)由采樣電阻RF1和運(yùn)放U3A組成，電阻RF1一頭接地，另一頭與場(chǎng)效應(yīng)管QAL1、QBL1、QCL1的漏極相連，然后經(jīng)電阻R29接U3A的3腳，U3A的1腳與所述的單片機(jī)(1)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度直流無(wú)刷電機(jī)控制器，其特征在于所述的過(guò)壓/欠壓保護(hù)電路(6)由兩個(gè)運(yùn)放U2A、U2B組成，U2A、U2B的輸出腳連在一起并與所述的單片機(jī)(1)相連，U2A的正向輸入腳經(jīng)電阻R14與直流電源輸入接口(4)相連，組成欠壓保護(hù)電路；U2B的負(fù)向輸入腳經(jīng)電阻R15與直流電源輸入接口(4)相連，組成欠壓保護(hù)電路。
專利摘要本實(shí)用新型屬電機(jī)控制和保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種既具有智能化，又具有過(guò)流、過(guò)壓、欠壓保護(hù)作用的控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高精度直流無(wú)刷電機(jī)控制器。它包括與電機(jī)三相繞組相連的驅(qū)動(dòng)電路，還包括與直流電機(jī)的位置傳感器相連的單片機(jī)以及為整個(gè)控制器提供工作電源的電源變換電路，單片機(jī)與所述的驅(qū)動(dòng)電路相連，所述的電源變換電路與直流電源輸入接口相連，所述的單片機(jī)內(nèi)存貯有控制器的工作程序。它能準(zhǔn)確地控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)、對(duì)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、有效保護(hù)電機(jī)，解決了無(wú)法對(duì)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，控制不準(zhǔn)確、保護(hù)不可靠的技術(shù)問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02P6/16GK2930090SQ20062010613
公開(kāi)日2007年8月1日 申請(qǐng)日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日
發(fā)明者李曉軍, 曹生煒 申請(qǐng)人:許曉華