本發(fā)明涉及控制器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種多功能直流有刷無刷電機控制器。

背景技術(shù)：

直流無刷電機和直流有刷電機都具有效率高、功率密度大、啟動扭矩小、噪音低、壽命長、可靠性高和EMC性能好的特點，滿足了現(xiàn)代汽車的節(jié)能、環(huán)保、輕量化、小型化、舒適性、高可靠性和低輻射的要求，但是現(xiàn)有的控制器大多有以下缺點：(1)不能判斷出是有刷工作模式還是無刷工作模式；(2)不能有效地控制電機的正反轉(zhuǎn)和停止以及電機的轉(zhuǎn)速；(3)當控制器出故障時或電機出故障時，沒有報警功能；(4)控制器上沒有設(shè)置現(xiàn)場參數(shù)調(diào)整功能，通過設(shè)定按鈕調(diào)整電流值和速度；(5)控制器系統(tǒng)設(shè)計復雜，成本相對較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種多功能直流有刷無刷電機控制器。所述多功能直流有刷直流無刷電機控制器具效率高、功率密度大、啟動扭矩小、噪音低、壽命長、可靠性高和EMC性能好等特點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種多功能直流有刷無刷電機控制器，包括控制器，且控制器上設(shè)有接地端口，所述控制器內(nèi)設(shè)有高級控制定時器和A/D轉(zhuǎn)換器，且高級控制定時器位于A/D轉(zhuǎn)換器上方，所述控制器底部設(shè)有位置傳感器輸入端口和開關(guān)量輸入端口，位置傳感器輸入端口上設(shè)有位置傳感器，所述控制器左側(cè)外壁從上到下依次設(shè)有智能邏輯輸入端口、接地端口和模擬量輸入端口，所述控制器右側(cè)外壁上與A/D轉(zhuǎn)換器對齊的位置設(shè)有智能輸出端口，所述控制器頂部設(shè)有報警輸出端口和通信端口，所述三相橋整流電路與三相PWM發(fā)生器電連接，所述A/D轉(zhuǎn)換器將位置傳感器傳遞的信號處理后通過智能輸出端口與直流無刷電機/直流有刷電機電連接，所述直流無刷電機/直流有刷電機與三相橋整流電路電連接，所述三相橋整流電路通過電流取樣電阻與電源負極電連接。

優(yōu)選的，所述控制器選用為核心是ARM 32位的CortexTM-M3CPU，主頻高達72MHz，高達90DMips，1.25DMips/MHz的STM32F103單片機。

優(yōu)選的，所述高級控制定時器可被當作一個分配到6個通道的三相PWM發(fā)生器。

優(yōu)選的，所述智能邏輯輸入端口的個數(shù)為4個，且通過給4個智能邏輯輸入端口輸入高電平(直流24V+)，單片機依據(jù)輸入的邏輯即可判斷出是有刷工作模式還是無刷工作模式。

優(yōu)選的，所述開關(guān)量輸入端口輸入高電平(24V+)時，可分別控制直流無刷電機/直流有刷電機正反轉(zhuǎn)和停止。

優(yōu)選的，所述模擬量輸入端口輸入0-10V的直流電壓，工作模式選擇常轉(zhuǎn)時，可控制直流無刷電機/直流有刷電機轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選的，所述報警輸出端口正常時為常閉狀態(tài)，當控制器出故障時或直流無刷電機/直流有刷電機出故障時，變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，同時為報警電路提供一個信息信號，且報警輸出端口是無源的，可帶5A的電流。

優(yōu)選的，所述通信端口為USB模式，可下載或?qū)懭霊贸绦?，故障代碼，也可和上位機進行通信。

優(yōu)選的，所述控制器上還設(shè)有現(xiàn)場參數(shù)調(diào)整功能，通過設(shè)定按鈕調(diào)整設(shè)定直流無刷電機/直流有刷電機的電流值和速度。

優(yōu)選的，所述電機同時與三相橋整流電路的A相、B相和C相電連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：一種多功能直流有刷無刷電機控制器，在使用過程中，控制器通過4個智能邏輯輸入端口輸入高電平來判斷工作時有刷模式還是無刷模式；通過向開關(guān)量輸入端口輸入高電平(24V+)時，可分別控制直流無刷電機/直流有刷電機正反轉(zhuǎn)和停止；通過向模擬量輸入端口輸入0-10V的直流電壓，工作模式選擇常轉(zhuǎn)時，可控制直流無刷電機/直流有刷電機轉(zhuǎn)速；報警輸出端口正常時為常閉狀態(tài)，當控制器出故障時或直流無刷電機/直流有刷電機出故障時，變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，同時為報警電路提供一個信息信號；控制器上還設(shè)有現(xiàn)場參數(shù)調(diào)整功能，通過設(shè)定按鈕調(diào)整設(shè)定直流無刷電機/直流有刷電機的電流值和速度；此外，位置傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換器將信號傳遞給控制器，控制器從而驅(qū)動三相橋整流電路(有刷時，兩相工作)，采用全PWM輸出方式具有死區(qū)控制及功率卸載功能，確保功率器件的安全，采用全電流跟蹤模式確保直流無刷電機/直流有刷電機的安全。當控制器選定工作模式后，6路PWM發(fā)生器輸出至功率輸出的驅(qū)動電路，于是直流無刷電機/直流有刷電機的相應繞組就得到相應的電流、電壓，直流無刷電機/直流有刷電機開始轉(zhuǎn)動(正傳或反轉(zhuǎn))，直流無刷電機/直流有刷電機帶動相應的裝置完成控制工作。該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，不需要微處理器及其控制軟件，成本低，可靠性高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明直流無刷電機工作時三相電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明直流有刷電機工作時二相電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1控制器、2高級控制定時器、3A/D轉(zhuǎn)換器、4智能邏輯輸入端口、5位置傳感器輸入端口、51位置傳感器、6開關(guān)量輸入端口、7模擬量輸入端口、8智能輸出端口、9報警輸出端口、10通信端口、11三相橋整流電路、12電流取樣電阻、13電機。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1-3，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：

一種多功能直流有刷無刷電機控制器，包括控制器1，且控制器1上設(shè)有接地端口，控制器1選用為核心是ARM 32位的CortexTM-M3CPU，主頻高達72MHz，高達90DMips，1.25DMips/MHz的STM32F103單片機，控制器1內(nèi)設(shè)有高級控制定時器2和A/D轉(zhuǎn)換器3，且高級控制定時器2位于A/D轉(zhuǎn)換器3上方，高級控制定時器2可被當作一個分配到6個通道的三相PWM發(fā)生器。

控制器1底部設(shè)有位置傳感器輸入端口5和開關(guān)量輸入端口6，位置傳感器輸入端口上設(shè)有位置傳感器51，開關(guān)量輸入端口6輸入高電平24V+時，可分別控制電機13正反轉(zhuǎn)和停止，控制器1左側(cè)外壁從上到下依次設(shè)有智能邏輯輸入端口4、接地端口和模擬量輸入端口7，且智能邏輯輸入端口4的個數(shù)為4個，通過向4個智能邏輯輸入端口4輸入高電平直流24V+，模擬量輸入端口7輸入0-10V的直流電壓，工作模式選擇常轉(zhuǎn)時，可控制電機13轉(zhuǎn)速，單片機依據(jù)輸入的邏輯即可判斷出是有刷工作模式還是無刷工作模式。

控制器1右側(cè)外壁上與A/D轉(zhuǎn)換器3對齊的位置設(shè)有智能輸出端口8，控制器1頂部設(shè)有報警輸出端口9和通信端口10，通信端口10為USB模式，可下載或?qū)懭霊贸绦?，故障代碼，也可和上位機進行通信，報警輸出端口9正常時為常閉狀態(tài)，當控制器1出故障時或電機13出故障時，變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，同時為報警電路提供一個信息信號，且報警輸出端口9是無源的，可帶5A的電流。

三相橋整流電路11與三相PWM發(fā)生器電連接，A/D轉(zhuǎn)換器3將位置傳感器51傳遞的信號處理后通過智能輸出端口8與電機13電連接，若工作模式為無刷，機13同時與三相橋整流電路11的A相、B相和C相電連接，若工作模式為有刷，三相橋整流電路11通過電流取樣電阻12與電源負極電連接，此外，控制器1上還設(shè)有現(xiàn)場參數(shù)調(diào)整功能，通過設(shè)定按鈕調(diào)整設(shè)定電機13的電流值和速度。

本發(fā)明工作流程：在使用過程中，控制器1通過4個智能邏輯輸入端口4輸入高電平來判斷工作時有刷模式還是無刷模式；通過向開關(guān)量輸入端口6輸入高電平(24V+)時，可分別控制電機13正反轉(zhuǎn)和停止；通過向模擬量輸入端口7輸入0-10V的直流電壓，工作模式選擇常轉(zhuǎn)時，可控制電機13轉(zhuǎn)速。

報警輸出端口9正常時為常閉狀態(tài)，當控制器1出故障時或電機13出故障時，變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，同時為報警電路提供一個信息信號；控制器1上還設(shè)有現(xiàn)場參數(shù)調(diào)整功能，通過設(shè)定按鈕調(diào)整設(shè)定電機13的電流值和速度。

此外，位置傳感器51通過A/D轉(zhuǎn)換器3將信號傳遞給控制器1，控制器1從而驅(qū)動三相橋整流電路11(有刷時，兩相工作)，采用全PWM輸出方式具有死區(qū)控制及功率卸載功能，確保功率器件的安全，采用全電流跟蹤模式確保電機13的安全。當控制器1選定工作模式后，6路PWM發(fā)生器輸出至功率輸出的驅(qū)動電路，于是電機13的相應繞組就得到相應的電流、電壓，電機13開始轉(zhuǎn)動(正傳或反轉(zhuǎn))，電機13帶動相應的裝置完成控制工作。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。