一种无刷电机的转角控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种无刷电机的转角控制系统。包括电流检测电路、转角位置给定电路、数字信号控制器、逆变桥驱动电路和逆变桥，所述电流检测电路输入端连接无刷电机，输出端连接数字信号控制器；所述数字信号控制器输入端分别连接所述电流检测电路和所述转角位置给定电路，所述数字信号控制器输出端连接逆变桥驱动电路；所述逆变桥驱动电路输入端连接所述数字信号控制器，输出端连接逆变桥。本实用新型专利技术选用无刷电机，并采用先进的开环控制方法，不仅可以获得很高的位置控制精度，极大地提高电机及负载的频率响应值，而且省去了高精度位置传感器，简化了系统，提高了系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机控制领域，特别涉及一种无刷电机的转角控制系统。
技术介绍
在电机位置控制领域，通常采用两种转角控制方法，一种方法是采用步进电机开环控制，每接受一个步进脉冲，电机旋转一个步进角度；另一种方法是采用各种控制电机，例如同步电机、步进电机、无刷电机等，加装高精度位移传感器，从而对电机位置进行闭环控制。采用第一种方法时，由于步进电机的局限性，不能获得很高的频率响应，在一些应用领域不能采用；采用第二种方法时，由于需要加装位移传感器，增加系统复杂性，增加了尺寸。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种无刷电机的转角控制系统，解决了现有技术只能采用步进电机进行开环控制，或者采用无刷电机时需要加装位移传感器的技术问题。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种无刷电机的转角控制系统，包括电流检测电路、转角位置给定电路、数字信号控制器、逆变桥驱动电路和逆变桥，所述电流检测电路输入端连接无刷电机，输出端连接数字信号控制器；所述数字信号控制器输入端分别连接所述电流检测电路和所述转角位置给定电路，输出端连接逆变桥驱动电路；所述逆变桥驱动电路输入端连接所述数字信号控制器，输出端连接逆变 桥。本技术的有益效果是：本技术选用无刷电机，并采用先进的开环控制方法，不仅可以获得很高的位置控制精度，极大地提高电机及负载的频率响应值，而且省去了高精度位置传感器，简化了系统，提高了系统的可靠性，在旋芯比例液压阀、旋芯伺服阀、控制阀门的控制以及其他涉及特定旋转角度范围的控制领域得到广泛应用。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，无刷电机逆变器为三相逆变器。进一步，所述电流检测电路用于采集逆变器输出的两相定子绕组电流ia和ib。进一步，所述转角控制系统还包括直流电源变换电路，所述直流电源变换电路的输出端分别连接所述数字信号控制器、电流检测电路和/或电流保护电路。进一步，所述转角控制系统还包括直流电源检测电路，所述直流电源检测电路输出端连接数字信号控制器。进一步，所述转角控制系统还包括电流保护电路，所述电流保护电路输入端连接所述电流检测电路，输出端连接所述数字信号控制器。采用上述进一步方案的有益效果是：采用直流电源变换电路，可以快速平稳地为无刷电机逆变器的各种内部电路提供所需的不同等级电压的电源。采用直流电源检测电路，可以将外部电源电压转换成数字信号控制器可以检测的电压信号，以便数字信号控制器进行过压保护、掉电保护。采用电流保护电路，可以对逆变电流进行检测，当检测到电机的逆变电流过流时，实时关闭逆变桥，从而保护电机。进一步，所述转角位置给定电路检测到的转角位置给定信号对应的转角限定在无刷电机的相邻两个极距范围内。附图说明图1为本技术一种无刷电机的转角控制系统的系统结构图。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图1所示，为本技术一种无刷电机的转角控制系统的结构示意图，包括电流检测电路、转角位置给定电路、数字信号控制器、逆变桥驱动电路和逆变桥，所述电流检测电路输入端连接无刷电机，输出端连接数字信号控制器，用于检测无刷电机逆变器输出的两相定子绕组电流，并将所述两相定子绕组电流发送给数字信号控制器；所述转角位置给定电路用于对外部输入的转角位置给定信号进行电压转换，生成数字信号控制器需要的低电压信号；所述数字信号控制器输入端分别连接所述电流检测电路和所述转角位置给定电路，输出端连接逆变桥驱动电路，用于接收所述两相定子绕组电流和转角位置给定信号对应的低电压信号，生成用于控制无刷电机逆变桥的PWM控制信号；所述逆变桥驱动电路输入端连接所述数字信号控制器，输出端连接逆变桥，用于为逆变桥提供驱动电源，并根据所述PWM控制信号向所述逆变桥的上下桥臂发送驱动信号；所述逆变桥用于根据所述驱动信号对电机电压进行空间矢量PWM控制，使无刷电机的转子达到所述转角位置给定信号对应的转角位置。本技术选用无刷电机，并采用先进的开环控制方法，不仅可以获得 很高的位置控制精度，极大地提高电机及负载的频率响应值，而且省去了高精度位置传感器，简化了系统，提高了系统的可靠性，在旋芯比例液压阀、旋芯伺服阀、控制阀门的控制以及其他涉及特定旋转角度范围的控制领域得到广泛应用。例如将该方法用于旋芯液压比例阀的控制，旋芯比例阀在零角度位置，切断压力腔P腔压力油，既不向配油腔A腔配油，也不向配油腔B腔配油；阀芯在正角度位置，向A腔配油，配油量与正向角度大小成正比；阀芯在负角度位置，向B腔配油，配油量与负向角度大小成正比。控制无刷电机角度，即可控制阀芯旋转角度，从而快速控制液压油的方向和流量大小。优选实施例中，本技术采用三相逆变器，且所述转角位置给定信号对应的转角限定在无刷电机的相邻两个极距范围内。在其他优选实施例中，所述无刷电机的转角控制系统还包括直流电源变换电路、直流电源检测电路和/或电流保护电路，所述直流电源变换电路输出端分别连接所述数字信号控制器、电流检测电路和/或电流保护电路，用于将外部输入的直流电源电压转换成逆变器内电路需要的各种等级电压，并提供给数字信号控制器、电流检测电路和/或电流保护电路；所述直流电源检测电路输出端连接数字信号控制器，用于将外部电源电压转换成数字信号控制器可以检测到电压信号，当数字信号控制器检测到所述电压信号过压时，产生用于关闭所述逆变桥的控制信号；所述电流保护电路输入端连接所述电流检测电路，输出端连接所述数字信号控制器，用于检测所述无刷电机的逆变电流，当所述逆变电流过流时，向数字信号控制器发出用于关闭逆变桥的中断信号。采用直流电源变换电路，可以快速平稳的为无刷电机逆变器的各种内部电路提供所需的不同等级电压。采用所述直流电源检测电路，可以将外部电源电压转换成数字信号控制器可以检测的电压信号，以便数字信号控制器进行过压保护、掉电保护。采用电流保护电路，可以对逆变电流进行检测，当 检测到电机的逆变电流过流时，实时关闭逆变桥，从而保护电机。尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷电机的转角控制系统，其特征在于，包括电流检测电路、转角位置给定电路、数字信号控制器、逆变桥驱动电路和逆变桥，所述电流检测电路输入端连接无刷电机，输出端连接数字信号控制器；所述数字信号控制器输入端分别连接所述电流检测电路和所述转角位置给定电路，输出端连接逆变桥驱动电路；所述逆变桥驱动电路输入端连接所述数字信号控制器，输出端连接逆变桥。

【技术特征摘要】
1.一种无刷电机的转角控制系统，其特征在于，包括电流检测电路、转角位置给定电路、数字信号控制器、逆变桥驱动电路和逆变桥，所述电流检测电路输入端连接无刷电机，输出端连接数字信号控制器；所述数字信号控制器输入端分别连接所述电流检测电路和所述转角位置给定电路，输出端连接逆变桥驱动电路；所述逆变桥驱动电路输入端连接所述数字信号控制器，输出端连接逆变桥。2.根据权利要求1所述的转角控制系统，其特征在于，无刷电机逆变器为三相逆变器。3.根据权利要求1或2所述的转角控制系统，其特征在于，所述电流检测电路用于采集逆变器输出的两相定子绕组电流ia和ib。4.根据权利要求3所述的转角控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王党生，
申请(专利权)人：武汉市航天汉诺优科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42