一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统，包括主功率单元、励磁功率单元、控制单元及信号调理单元，主功率单元与电机相连，电机的输入端经信号调理单元与控制单元相连，控制单元的输出端与主功率单元相连，控制单元的输出端还经励磁驱动单元与电机相连；信号调理用于采集电机输入端的电压及励磁电流，并将电机输入端电压和励磁电流调理后输入控制单元，控制单元用于确定电机转子的位置信号，并输出脉冲信号，主功率单元和励磁功率单元用于实现对电机的控制。本发明专利技术结构简单，响应速度快，可靠性和实时性高，可以达到良好的控制效果，有效地降低了功耗和设计成本，而且能够对起动电流进行控制，保证系统正常工作。

A sensorless brushless AC motor starting control system

The invention discloses a position sensorless brushless AC motor starting control system, which includes the main power unit, the excitation power unit, the control unit and the signal conditioning unit. The main power unit is connected with the motor. The input end of the motor is connected to the control unit by the signal conditioning unit, the output end of the control unit and the main power single. The output end of the control unit is connected with the excitation drive unit and the motor is connected to the motor. The signal conditioning is used to collect the voltage and excitation current of the motor input and input the input voltage and exciting current of the motor to the control unit. The control unit is used to determine the position signal of the motor rotor and output the pulse signal. The power unit and the excitation power unit are used to control the motor. The invention has simple structure, fast response speed, high reliability and real time, can achieve good control effect, effectively reduce the power consumption and design cost, and can control the starting current, and ensure the normal work of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统
本专利技术涉及交流电机控制领域，尤其涉及一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统。
技术介绍
随着变频电源的兴起，无刷交流电机得到了广泛的应用，无刷交流电机起动瞬间，外加电压较高，启动电流过大，会造成电机和传动机构的损坏，从而出现抗干扰能力下降，可靠性降低的问题，造成无法准确得到电子转子的速度和位置信息，从而影响电机的正常起动。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统，能够对电机的起动电流进行调节，保证电机正常起动。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统，包括主功率单元、励磁功率单元、控制单元、信号调理单元、第一驱动隔离单元及第二驱动隔离单元，所述主功率单元与电机相连，电机的输入端经信号调理单元与控制单元相连，控制单元的输出端经第一隔离驱动单元与主功率单元相连，控制单元的输出端还依次经第二隔离驱动单元和励磁驱动单元与电机相连；所述信号调理用于采集电机输入端的电压及励磁电流，并将电机输入端电压和励磁电流调理后输入控制单元，控制单元用于确定电机转子的位置信号，并输出脉冲信号，经第二隔离驱动单元输出驱动信号，主功率单元和励磁功率单元用于实现对电机的控制。优选地，所述控制单元包括可编程逻辑器和数字信号处理器，信号调理单元采集到的电压信号和电流信号发送至数字信号处理器实现电压过零点的检测，进而确定电机转子的位置信号，并将位置信号发送至可编程逻辑器实现换流逻辑检测，同时数字信号处理器根据输入的电压信号和电流信号，输出PWM脉冲信号到可编程逻辑器，经可编程逻辑器逻辑编码和换流后得到主功率单元和励磁功率单元的驱动信号。优选地，所述信号调理单元包括信号采样器及信号处理器，所述信号采样器包括电压传感器和电流传感器，电压传感器和电流传感器的输出端分别与信号处理器相连。优选地，所述信号处理器包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器及第四运算放大器，所述第一运算放大器的正相输入端与电压传感器或电流传感器的输出端相连，第一运算放大器的反相输入端与第一运算放大器的输出端相连，第一运算放大器的输出端依次经第一电阻和第二电阻与第二运算放大器的正相输入端相连，第二运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端相连，第二运算放大器的输出端经第一电容与第一电阻和第二电阻和公共端相连，第二运算放大器的输出端还与电压跟随器的第一输入端相连，电压跟随器的第二输入端与第一运算放大器的输出端相连，电压跟随器的输出端经第三电阻与第三运算放大器的反相输入端相连，第三运算放大器的反相输入端还与第三运算放大器的输出端相连，第三运算放大器的正相输入端经第四电阻接地，第三运算放大器的输出端经第五电阻与第四运算放大器的反相输入端相连，第四运算放大器的正相输入端经第六电阻接地，第四运算放大器的输出端经第七电阻连接电源正极，第四运算放大器的输出端经第二电容接地，第四运算放大器的输出端还经第八电阻连接控制单元，所述第八电阻经第一二极管连接电源正极，第八电阻还经第二二极管接地。优选地，所述励磁功率单元采用TLP250驱动芯片构成MOSFET驱动电路单相全桥结构，并采用MOSFET作为励磁功率器件。本专利技术通过信号调理采集电机输入端的电压及励磁电流，并将电机输入端电压和励磁电流调理后输入控制单元，控制单元用于确定电机转子的位置信号，并输出脉冲信号，经第二隔离驱动单元输出驱动信号，由主功率单元和励磁功率单元实现对电机的控制，控制单元采用PWM调制方式对电流进行控制，防止电机起动时瞬时电流过大对电机或传动机构造成损坏，保证电机安全可靠地工作。本专利技术结构简单，响应速度快，可靠性和实时性高，可以达到良好的控制效果，有效地降低了功耗和设计成本，而且能够对起动电流进行控制，保证系统正常工作。附图说明图1为本专利技术的原理框图；图2为本专利技术所述信号处理器的电路原理图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本专利技术的保护范围。如图1及图2所示，本专利技术所述的一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统，包括主功率单元、励磁功率单元、控制单元、信号调理单元、第一驱动隔离单元及第二驱动隔离单元，主功率单元与电机相连，电机的输入端经信号调理单元与控制单元相连，控制单元的输出端经第一隔离驱动单元与主功率单元相连，控制单元的输出端还依次经第二隔离驱动单元和励磁驱动单元与电机相连；信号调理用于采集电机输入端的电压及励磁电流，并将电机输入端电压和励磁电流调理后输入控制单元，控制单元用于确定电机转子的位置信号，并输出脉冲信号，经第二隔离驱动单元输出驱动信号，主功率单元和励磁功率单元用于实现对电机的控制。控制单元包括可编程逻辑器和数字信号处理器，信号调理单元采集到的电压信号和电流信号发送至数字信号处理器实现电压过零点的检测，进而确定电机转子的位置信号，并将位置信号发送至可编程逻辑器实现换流逻辑检测，同时数字信号处理器根据输入的电压信号和电流信号，输出PWM脉冲信号到可编程逻辑器，经可编程逻辑器逻辑编码和换流后得到主功率单元和励磁功率单元的驱动信号。信号调理单元包括信号采样器及信号处理器，所述信号采样器包括电压传感器和电流传感器，电压传感器和电流传感器的输出端分别与信号处理器相连；信号处理器包括第一运算放大器IC1、第二运算放大器IC2、第三运算放大器IC3及第四运算放大器IC4，第一运算放大器IC1的正相输入端与电压传感器或电流传感器的输出端相连，第一运算放大器IC1的反相输入端与第一运算放大器IC1的输出端相连，第一运算放大器IC1的输出端依次经第一电阻R1和第二电阻R2与第二运算放大器IC2的正相输入端相连，第二运算放大器IC2的反相输入端与第二运算放大器IC2的输出端相连，第二运算放大器IC2的输出端经第一电容C1与第一电阻R1和第二电阻R2和公共端相连，第二运算放大器IC2的输出端还与电压跟随器J1的第一输入端相连，电压跟随器J1的第二输入端与第一运算放大器IC1的输出端相连，电压跟随器J1的输出端经第三电阻R3与第三运算放大器IC3的反相输入端相连，第三运算放大器IC3的反相输入端还与第三运算放大器IC3的输出端相连，第三运算放大器IC3的正相输入端经第四电阻R4接地，第三运算放大器IC3的输出端经第五电阻R5与第四运算放大器IC4的反相输入端相连，第四运算放大器IC4的正相输入端经第六电阻R6接地，第四运算放大器IC4的输出端经第七电阻R7连接电源正极VCC，第四运算放大器IC4的输出端经第二电容C2接地，第四运算放大器IC4的输出端还经第八电阻R8连接控制单元，第八电阻R8经第一二极管D1连接电源正极，第八电阻R8还经第二二极管D2接地。励磁功率单元采用TLP250驱动芯片构成MOSFET驱动电路单相全桥结构，并采用MOSFET作为励磁功率器件。本专利技术结构简单，响应速度快，可靠性和实时性高，可以达到良好的控制效果，有效地降低了功耗和设计成本，而且能够对起动电流进行控制，保证系统正常工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统，其特征在于：包括主功率单元、励磁功率单元、控制单元、信号调理单元、第一驱动隔离单元及第二驱动隔离单元，所述主功率单元与电机相连，电机的输入端经信号调理单元与控制单元相连，控制单元的输出端经第一隔离驱动单元与主功率单元相连，控制单元的输出端还依次经第二隔离驱动单元和励磁驱动单元与电机相连；所述信号调理用于采集电机输入端的电压及励磁电流，并将电机输入端电压和励磁电流调理后输入控制单元，控制单元用于确定电机转子的位置信号，并输出脉冲信号，经第二隔离驱动单元输出驱动信号，主功率单元和励磁功率单元用于实现对电机的控制。

【技术特征摘要】
1.一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统，其特征在于：包括主功率单元、励磁功率单元、控制单元、信号调理单元、第一驱动隔离单元及第二驱动隔离单元，所述主功率单元与电机相连，电机的输入端经信号调理单元与控制单元相连，控制单元的输出端经第一隔离驱动单元与主功率单元相连，控制单元的输出端还依次经第二隔离驱动单元和励磁驱动单元与电机相连；所述信号调理用于采集电机输入端的电压及励磁电流，并将电机输入端电压和励磁电流调理后输入控制单元，控制单元用于确定电机转子的位置信号，并输出脉冲信号，经第二隔离驱动单元输出驱动信号，主功率单元和励磁功率单元用于实现对电机的控制。2.如权利要求1所述的一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统，其特征在于：所述控制单元包括可编程逻辑器和数字信号处理器，信号调理单元采集到的电压信号和电流信号发送至数字信号处理器实现电压过零点的检测，进而确定电机转子的位置信号，并将位置信号发送至可编程逻辑器实现换流逻辑检测，同时数字信号处理器根据输入的电压信号和电流信号，输出PWM脉冲信号到可编程逻辑器，经可编程逻辑器逻辑编码和换流后得到主功率单元和励磁功率单元的驱动信号。3.如权利要求2所述的一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统，其特征在于：所述信号调理单元包括信号采样器及信号处理器，所述信号采样器包括电压传感器和电流传感器，电压传感器和电流传感器的输出端分别与信号处理器相连。4.如权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：常胜，
申请(专利权)人：河南北瑞电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41