一种永磁同步电机的控制系统技术方案

本发明专利技术涉及到电机控制技术，具体涉及到永磁同步电机的控制系统，其特征在于：该系统包括电流采集电路、过流检测电路、故障信号处理电路、HALL传感器接口电路、PWM信号输出电路、驱动隔离保护电路、逆变电路、通信接口电路、键盘显示电路、上位机、控制器和电源。所述电流采集电路与所述控制器相连，获取永磁同步电机的三相电流，通过所述过流检测电路进行处理，如果电流正常，则进行AD转换、电压空间矢量运算，通过所述PWM信号输出电路将运算结果输出，经过所述驱动隔离保护电路之后，驱动逆变电路；如果电流异常，则通过所述故障信号处理电路来处理电流信号。本发明专利技术结构简单、成本低、操作方便，具有较高的应用价值。

A control system for permanent magnet synchronous motor

The invention relates to the motor control technology, which involves the control system of permanent magnet synchronous motor, which is characterized by: the system includes current acquisition circuit, overcurrent detection circuit, fault signal processing circuit, HALL sensor interface circuit, PWM signal output circuit, drive isolation protection circuit, inverter circuit, communication interface. Circuit, keyboard and display circuit, upper computer, controller and power supply. The current acquisition circuit is connected with the controller, and the three-phase current of the permanent magnet synchronous motor is obtained. The current is processed by the over current detection circuit. If the current is normal, the AD conversion and voltage space vector operation are carried out, the operation results are output through the PWM signal output circuit, and the drive isolation protection circuit is passed through the circuit. After that, the inverter circuit is driven; if the current is abnormal, the current signal is processed through the fault signal processing circuit. The invention has the advantages of simple structure, low cost and convenient operation, and has high application value.

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机的控制系统
本专利技术涉及到电机控制技术，具体涉及到永磁同步电机的控制系统。
技术介绍
随着现代工业技术的飞速发展，永磁同步电动机因体积小、效率高、过载能力大和响应速度快等优点，已经在伺服领域中占据了重要地位。同时永磁同步电机的应用在日常生活生产中也变得越来越重要，如在家电设备中：冰箱、空调、洗衣机等对永磁同步电机的使用；在交通运输中：船舶电力推进器、电力机车、电动汽车等对永磁同步电机的使用；在办公自动化设备中：激光打印机、复印机、硬盘驱动器等对永磁同步电机的使用；以及电动医疗器械等各个领域。尤其是在航空航天、机器人等对电机性能和控制精度要求高的领域更加受到重视。伴随着永磁同步电机应用范围不断扩大，必然要提高对其控制系统的要求。传统的控制系统设计复杂、成本高、操作不便，对于想要使用控制系统的用户往往会付出高昂的代价。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提出了一种永磁同步电机控制系统，该系统结构简单、操作方便、控制精度高、成本低、节约能源，具有较高的使用价值。本专利技术具体采用以下技术方案：一种永磁同步电机控制系统，其特征在于：该系统包括电流采集电路、过流检测电路、故障信号处理电路、HALL传感器接口电路、PWM信号输出电路、驱动隔离保护电路、逆变电路、通信接口电路、键盘显示电路、上位机、控制器和电源。所述电流采集电路与所述控制器相连，获取永磁同步电机的三相电流，将电流通过所述过流检测电路进行处理，如果电流正常，则通过所述控制器进行AD转换，接着将得到的数字量电流进行电压空间矢量运算，通过所述PWM信号输出电路将运算结果输出，经过所述驱动隔离保护电路之后，驱动逆变电路；如果电流异常，则通过所述故障信号处理电路来处理电流信号。所述过流检测电路与所述控制器相连，检测采样电流是否异样。所述故障信号处理电路与所述控制器相连，自动处理控制系统的故障信号。所述PWM信号输出电路与所述控制器相连，产生PWM信号。所述逆变电路与所述驱动隔离保护电路相连，用于驱动电机的三相绕组。所述HALL传感器接口电路与所述控制器相连，外部与霍尔传感器相接，检测电机转子的位置。所述通信接口电路、键盘显示电路与所述控制器相连，所述通信接口电路另一端连接所述上位机。附图说明图1是永磁同电机控制系统结构图；图2是永磁同步电机控制系统的电流采集电路图；图3是永磁同步电机控制系统的过流检测电路图；图4是永磁同步电机控制系统的故障信号处理电流图；图5是永磁同步电机控制系统的逆变电路图。具体实施方式下面结合附图和实例对本专利技术做进一步说明。图1是永磁同步电机控制系统结构图，包括电流采集电路、过流检测电路、故障信号处理电路、HALL传感器接口电路、PWM信号输出电路、逆变电路、通信接口电路、键盘显示电路、上位机、控制器和电源。所述电流采集电路与控制器相连，获取永磁同步电机的三相电流，将电流通过所述过流检测电路进行处理，如果电流正常，则通过所述控制器进行AD转换，将得到的数字量电流进行电压空间矢量运算，通过所述PWM信号输出电路将运算结果输出，经过所述驱动隔离保护电路之后，驱动逆变电路；如果电流异常，则通过所述故障信号处理电路来处理电流信号。所述过流检测电路与所述控制器相连，用来检测采样电流是否异样。所述故障信号处理电路与所述控制器相连，自动处理控制系统的故障信号。所述PWM信号输出电路与所述控制器相连，产生PWM信号。所述逆变电路与所述驱动隔离保护电路相连，用于驱动电机的三相绕组。所述HALL传感器接口电路与所述控制器相连，外部与霍尔传感器相接，检测电机转子的位置。所述通信接口电路、键盘显示电路分别与所述控制器相连，所述通信接口电路另一端连接所述上位机。图2是永磁同步电机控制系统的电流采集电路图，以A相电流为例。通过电流传感器检测到电流初始信号A_Current，为了防止电压过高，用两个二极管组成限压管将电压控制在0～5V区间内，由于单片机的电压为不能超过.3V，所以用电阻R10、R11和运算放大器U5组成分压电路和电压跟随电路，最后输出采集的电流模拟量。图3是永磁同步电机控制系统的过流检测电路图，电路为比较电路，以A相电流为例。A相电流与参考电流REF通过比较器U4进行比较，若A相电流大于参考电流REF，则发生过流现象，输出信号A_OC为0。为了保证有输出信号，外接上拉电阻R7。图4是永磁同步电机控制系统的故障信号处理电流图，以A相电流为例。将过流检测电路获得的电流信号A_OC通过施密特触发器U1C进行整形滤波，得到阶跃信号IN3，信号IN3输入到控制器，若为故障信号，控制器则会关闭功率管，若为正常信号，控制系统则会正常运行。图5是永磁同步电机控制系统的逆变电路图，以驱动A相绕组为例。所述PWM信号输出电路产生的PWM信号，通过光电耦合器组成的驱动隔离保护电路后，输出信号AP_G、AP_S、AN_G、AN_S来决定Q1和Q4的导通状态。当两个IGBT同时导通时，电流从高电平流向低电平，驱动A相绕组。当电机停止工作后，若A相绕组的电势高于高电平，电流就会流过二极管D11为电源充电，节约能源。综上所述，本专利技术提供了一种永磁同步电机控制系统，其结构简单、控制精度高、成本低、操作方便，具有较高的应用价值；同时具有故障处理电路，既能延长电机和控制器的使用寿命，又能保护操作者的人身安全；电机停止工作后，电机绕组上剩余电能自动为电池充电，减少资源的浪费，进一步提高了本专利技术的应用价值。对于本领域的普通技术人员而言，根据本专利技术的教导，在不脱离本专利技术的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机控制系统，其特征在于：该系统包括电流采集电路、过流检测电路、故障信号处理电路、HALL传感器接口电路、PWM信号输出电路、驱动隔离保护电路、逆变电路、通信接口电路、键盘显示电路、上位机、控制器和电源。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机控制系统，其特征在于：该系统包括电流采集电路、过流检测电路、故障信号处理电路、HALL传感器接口电路、PWM信号输出电路、驱动隔离保护电路、逆变电路、通信接口电路、键盘显示电路、上位机、控制器和电源。2.如权利要求1所述的电流采集电路，其特征在于：所述电流采集电路与所述控制器相连，获取永磁同步电机的三相电流，将电流通过所述过流检测电路进行处理，如果电流正常，则通过所述控制器进行AD转换，接着将得到的数字量电流进行电压空间矢量运算，通过所述PWM信号输出电路将运算结果输出，经过所述驱动隔离保护电路之后，驱动逆变电路；如果电流异常，则通过所述故障信号处理电路来处理电流信号。3.如权利要求1所述的过流检测电路，其特征在于：所述过流检测电路与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佐勋，宋宏帅，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37