CN204733106U - 一种永磁同步电机控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及控制电机技术，具体涉及一种永磁同步电机控制***,包括电流检测单元、直流电源、逆变电路、驱动隔离电路、控制芯片、和故障保护单元，所述电流检测单元采用电流霍尔传感器检测PMSM两相电流，经过放大调理后输入到所述控制芯片中的A/D转换接口，所述控制芯片按照定时中断读取两相电流值，然后把电流值输入到设计的无传感矢量控制算法中，经过所述控制器内部电压空间矢量发生器产生SVPWM波形，经过所述驱动隔离电路驱动所述逆变电路。本实用新型具有结构简单，成本低廉，同时，本实用新型利用滑模控制在PMSM中的应用，通过饱和函数，减少了***的抖动，并提供有保护电路，具有较高的实际应用价值。

Description

一种永磁同步电机控制***

技术领域

本实用新型涉及控制电机技术，具体涉及一种永磁同步电机控制***。

背景技术

伺服电机分直流伺服电机和交流伺服电机，其中交流伺服电机又分为异步和同步两种，直流电机和同步电机一般为永磁结构的，它们都需要传感器或编码器加载到旋转的电机上以获取电机当前转子的速度和位置，从而实现对电机实时高精度的控制，这其中以交流伺服永磁同步电机转矩性能最好，控制精度最高，在数控机床等高端领域获得广泛应用永磁同步电机因为其调速范围宽，力矩波动小，响应速度快，峰值转矩高，过载能力强，并且运行可靠等优点。尤其是在航空航天惯性执行机构姿态控制、机器人等对电机性能及控制精度要求比较高的场合更加受到重视。

因此，对于永磁同步电机的控制***的要求日益增高。然而，目前的一些控制***大多设计复杂，成本较高，企业应用这些控制***往往需要付出高昂的代价。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种电力线路检测装置，解决了传统电力线路故障率较高，一些故障得不到及时检测的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种永磁同步电机控制***，包括：电流检测单元、直流电源、逆变电路、驱动隔离电路、控制芯片、和故障保护单元，所述电流检测单元采用电流霍尔传感器检测PMSM两相电流，经过放大调理后输入到所述控制芯片中的A/D转换接口，所述控制芯片按照定时中断读取两相电流值，然后把电流值输入到设计的无传感矢量控制算法中，经过所述控制器内部电压空间矢量发生器产生SVPWM波形，经过所述驱动隔离电路驱动所述逆变电路。

优选的，所述永磁同步电机控制***还包括通信接口、上位机和键盘显示电路，所述通信接口和键盘显示电路分别连接所述控制芯片，所述通信接口连接所述上位机。

优选的，所述永磁同步电机控制***还包括故障保护单元，所述故障保护单元一端连接所述电流检测单元的一相输出，另一端连接所述控制芯片。

有益效果：

本实用新型提供了一种永磁同步电机控制***，结构简单，成本低廉，具有较高的实际应用价值；同时，本实用新型利用滑模控制在PMSM中的应用，通过饱和函数，在一定程度上减少了***的抖动，采用空间矢量调制技术，并提供有保护电路，进一步提高了本实用新型的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型***示意图；

图2为本实用新型中电流检测单元电路图；

图3为本实用新型中逆变电路的其中一相电路图；

图4为本实用新型中故障保护单元的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1所示，一种永磁同步电机控制***，包括：电流检测单元、直流电源、逆变电路、驱动隔离电路、控制芯片、和故障保护单元，所述电流检测单元采用电流霍尔传感器检测PMSM两相电流，经过放大调理后输入到所述控制芯片中的A/D转换接口，所述控制芯片按照定时中断读取两相电流值，然后把电流值输入到设计的无传感矢量控制算法中，经过所述控制器内部电压空间矢量发生器产生SVPWM波形，经过所述驱动隔离电路驱动所述逆变电路，所述永磁同步电机控制***还包括通信接口、上位机和键盘显示电路，所述通信接口和键盘显示电路分别连接所述控制芯片，所述通信接口连接所述上位机，所述永磁同步电机控制***还包括故障保护单元，所述故障保护单元一端连接所述电流检测单元的一相输出，另一端连接所述控制芯片。

下面介绍主要模块电路的设计：

电流检测单元：对于电流检测目前主要有电阻检测和电流霍尔传感器检测，采用霍尔传感器精度高线性度好，而且便于设计。具体的检测电路如图2所示，霍尔传感器副边输出为微弱的双极性电流，需要经过R1转换为-1.5～+1.5V电压，然后经过1.5V电压抬高，转换到0～3V电压，为防止电压过高，需要增加两个限幅二极管。0～3V电压经过F2812中的A/D转化后变成0～2048的数值，为了表示正负电流值，需要将电流值平移，即减去2048，这样得到了-2048～+2048值，2048代表了电流的最大值。采用电流的最大值(2048)为电流基值，将得到的数据除以电流的基准值2048，既可以得到-1～+1之间的标幺化电流信号。

逆变电路：如图3所示为逆变电路的其中一相电路，本实施例中采用IR公司生产的IR2132驱动G4PH50UD-E(IGBT),由它们组成隔离驱动电路。G4PH50UD-E(IGBT)开关频率可达100KHz，具有优良的开关特性，最高可承受120V电压。由于DSP产生的PWM波形频率较高(一般为20K)所以需要采用高速光耦合6N137作为光电隔离电路。对于IR2132驱动器，是高电压、高速度IGBT驱动器较好的解决方案，使用该驱动器可以简化电路设计，同时驱动器内部有电流保护电流，能够实现电流保护。

故障保护单元：如图4所示，F2812芯片提供了PDPINT输入引脚作为电机的保护引脚，将各种故障信号经经过光电隔离后输入到PDPINT引脚。当有故障出现时，PDPINT引脚被拉平，则芯片所有PWM引脚呈高阻状态。驱动器和电机停止工作，整个过程由芯片自动完成，对故障处理非常及时有效。

本实用新型提供了一种永磁同步电机控制***，结构简单，成本低廉，具有较高的实际应用价值；同时，本实用新型利用滑模控制在PMSM中的应用，通过饱和函数，在一定程度上减少了***的抖动，采用空间矢量调制技术，并提供有保护电路，进一步提高了本实用新型的应用价值。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种永磁同步电机控制***，其特征在于，包括：电流检测单元、直流电源、逆变电路、驱动隔离电路、控制芯片、和故障保护单元，所述电流检测单元采用电流霍尔传感器检测PMSM两相电流，经过放大调理后输入到所述控制芯片中的A/D转换接口，所述控制芯片按照定时中断读取两相电流值，然后把电流值输入到设计的无传感矢量控制算法中，经过所述控制器内部电压空间矢量发生器产生SVPWM波形，经过所述驱动隔离电路驱动所述逆变电路。

2.如权利要求1所述的永磁同步电机控制***，其特征在于：所述永磁同步电机控制***还包括通信接口、上位机和键盘显示电路，所述通信接口和键盘显示电路分别连接所述控制芯片，所述通信接口连接所述上位机。

3.如权利要求1所述的永磁同步电机控制***，其特征在于：所述永磁同步电机控制***还包括故障保护单元，所述故障保护单元一端连接所述电流检测单元的一相输出，另一端连接所述控制芯片。