CN203278725U - 一种直流无刷电动机控制器 - Google Patents
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Abstract
一种直流无刷电动机控制器,包括微控制器、开关电源,人机界面、驱动电路、位置传感器检测电路、电压检测电路和电流检测电路,微处理器采用TMS320F2808芯片,驱动电路为三相桥式逆变电路,微处理器与驱动电路连接;位置传感器为有位传感器和无位传感器,有位置传感器的直流无刷电机与微处理器I/O端口连接,无位置传感器的直流无刷电机与微处理器A/D端口连接;开关电源为微处理器和驱动电路供电;人机界面由数码管和按键组成;本实用新型的优点是:结构简单,运行可靠,成本低廉,具有额定电压、电流及功率设定和显示功能,其运行平稳,可调速范围大,硬件电路简单,在某些需要精准转动角度时,可以设置位置检测和反电动势同时检测,转角更加精准。
Description
技术领域本实用新型涉及一种电子驱动设置,尤其是一种直流无刷电动机控制器。
背景技术直流无刷电动机是随着电子器件发展起来的,它具有交流电机的结构简单,运行可靠,维护方便等特点,同时又具备直流电机那样良好的调速特性和无机械换相的优势,具有效率高、转数稳定、成本低等特点。目前市场上的大多数直流无刷电机控制器只能驱动有位置传感器直流无刷电机或者无位置传感器直流无刷电机,有些特定的环境需要更换不同的驱动方式或者教学实验用到两种类型的驱动器,只购买一种控制器不能满足要求,购买两种控制器价格又比较昂贵。
发明内容本实用新型针对现有技术存有的不足,提供了一种既可以驱动有位置传感器直流无刷电机,也可以驱动无位置传感器直流无刷电机的直流无刷电动机控制器,以满足人们的使用需要。
本实用新型包括微控制器、开关电源,人机界面、驱动电路、位置传感器检测电路、电压检测电路和电流检测电路,微处理器采用TMS320F2808芯片,驱动电路为三相桥式逆变电路,微处理器与驱动电路连接;位置传感器为有位传感器和无位传感器,有位置传感器的直流无刷电机与微处理器I/O端口连接,无位置传感器的直流无刷电机与微处理器A/D端口连接;开关电源为微处理器和驱动电路供电;人机界面由数码管和按键组成,电压检测电路在电压采集的基础上,通过反电动势法对直流无刷电机转子位置进行分析;电流检测电路运用精密电阻采样;驱动电路采用IR2136驱动IRF540MOS管;无位置传感器的直流无刷电机采用反电动势法检测转子位置,同时检测电压。
采用上述结构后,既可以驱动小功率有位置传感器直流无刷电机,还可以驱动无位置传感器直流无刷电机。
本实用新型的优点是:结构简单,运行可靠,成本低廉,具有额定电压、电流及功率设定和显示功能,其运行平稳,可调速范围大,硬件电路简单,在某些需要精准转动角度时,可以设置位置检测和反电动势同时检测,转角更加精准。
附图说明图1为本实用新型的工作原理图。
图2为本实用新型的电路图。
具体实施方式在图1、图2所示的一种直流无刷电动机控制器的示意图中,包括微控制器1、开关电源2,人机界面3、驱动电路4、位置传感器检测电路5、电压检测电路6和电流检测电路7,微处理器采用TMS320F2808芯片,驱动电路为三相桥式逆变电路,微处理器与驱动电路连接;位置传感器为有位传感器和无位传感器,有位置传感器的直流无刷电机与微处理器I/O端口连接,无位置传感器的直流无刷电机与微处理器A/D端口连接;开关电源为微处理器和驱动电路供电;人机界面由数码管和按键组成,电压检测电路在电压采集的基础上,通过反电动势法对直流无刷电机转子位置进行分析;电流检测电路运用精密电阻采样;驱动电路采用IR2136驱动IRF540MOS管;无位置传感器的直流无刷电机采用反电动势法检测转子位置,同时检测电压。
微处理器采集转子位置后产生相对应的PWM波形,驱动电路驱动场效应管,开关电源对微处理器和驱动电路供电,人机界面的按键可以控制本实用新型采用何种驱动方式以及调节参数等,数码管对工作状态和工作参数进行显示。
由于LEM模块以及电流互感器成本较高,本***采用大功率精密采样电阻作为电流传感器对直流母线电流进行采样。由于本电机驱动***为单极性电源供电,无法输出负电压值而且TMS320F2808的A/D工作在单边方式,所以需要采用电压提升的办法,将运放输出范围提升为0一3.0V。
本实用新型驱动无位置传感器直流无刷电机时,在人机界面设置进行设置后,TMS320F2808的A/D将采集到的数据进行处理,计算出实时电压和转子的位置。检测转子位置方法如下:E是反电动势,L是电机相电感,Un是电机定子绕组中性电压,Uu、Uv、Uw是每相输出端对地电压,方程:
Uu=Riu+L*diu/dt+Eu+Uu
Uv=Riv+L*div/dt+Ev+Uv
Uw=Riw+L*diw/dt+Ew+Uw
运行过程中每一瞬间只有两项导通,若U、V相导通,U、V相电流相等,方向相反,W相电流为零,则:
Uw=Ew+Un
Ew=Uw-Un
可以得到:Vn=1/2*(Uv+Uw)
Ew=Uw-1/2*(Uv+Uu)
同理也可以得到Ev、Eu相电压。
微处理采集到各相电压后,驱动不同的I/O口产生相应的PWM波。
本实用新型驱动有位置传感器直流无刷电机时,根据直流无刷电机自身位置传感器信号输出,再由微控制器捕捉该位置信号后进行处理,产生相应的PWM波形,从而驱动电机转动。
本实用新型具有实时电压、电流采集功能,峰值电压、电流设定和报警功能,实时采集电压高于设定电压后,人机界面提示超压或者超流,5秒钟后如果采集电压或者电流值仍然超过设定值,则控制器停止工作,进入休眠状态。
Claims (3)
1.一种直流无刷电动机控制器,包括微控制器、开关电源,人机界面、驱动电路、位置传感器检测电路、电压检测电路和电流检测电路,其特征在于:微处理器采用TMS320F2808芯片,驱动电路为三相桥式逆变电路,微处理器与驱动电路连接;位置传感器为有位传感器和无位传感器,有位置传感器的直流无刷电机与微处理器I/O端口连接,无位置传感器的直流无刷电机与微处理器A/D端口连接;开关电源为微处理器和驱动电路供电;人机界面由数码管和按键组成,电压检测电路在电压采集的基础上,通过反电动势法对直流无刷电机转子位置进行分析;电流检测电路运用精密电阻采样。
2.根据权利要求1所述的一种直流无刷电动机控制器,其特征在于:所述的驱动电路采用IR2136驱动IRF540MOS管。
3.根据权利要求1所述的一种直流无刷电动机控制器,其特征在于:所述的无位置传感器的直流无刷电机采用反电动势法检测转子位置,同时检测电压。
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CN105344088A (zh) * | 2015-10-20 | 2016-02-24 | 杭州奇芝科技有限公司 | 一种用于电动滑板的电子调速器及控制方法 |
CN106856387A (zh) * | 2015-12-08 | 2017-06-16 | 重庆森坦科技有限公司 | 一种直流无刷电机驱动器 |
CN109981003A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 深圳市优必选科技有限公司 | 直流无刷电机、机器人及检测直流无刷电机转速的方法 |
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2013
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Legal Events
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131106 Termination date: 20140423 |