搅拌时防卡死、防过流的无刷直流电机控制系统及方法技术方案

为了解决传统的榨汁机或者搅拌机存在的搅拌时可能发生的过流或者刀片卡死的情况，本发明专利技术提出一种搅拌时防过流、防卡死的无刷直流电机控制系统，其通过在MCU中还存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于实现控制电机改变方向，从而实现电机带动榨汁机或搅拌机的刀片改变运转的方向，从而解决了榨汁机或者搅拌机存在的搅拌时可能发生的过流或者刀片卡死的情况。

【技术实现步骤摘要】
搅拌时防卡死、防过流的无刷直流电机控制系统及方法
本专利技术涉及直流无刷电机控制系统，具体的涉及一种搅拌时防卡死、防过流的无刷直流电机控制系统及方法。
技术介绍
榨汁机或搅拌机是生活中常用的设备，对于硬度比较小的水果和蔬菜，榨汁机或搅拌机可以很容易将食物打碎，获取营养榨汁。但是，对于硬度较高的食物，比如猪骨头，胡萝卜等，如果食物在榨汁机或者搅拌机中所占的空间比较大，或者在食物沉底卡死刀片时，榨汁机或搅拌机从静止状态到启动的状态，因为没有初始速度，很容易导致榨汁机或搅拌机的刀片卡死，从而导致无法转动刀片将食物打碎破壁，而导致刀片将一直卡死在固定位置，最终有可能导致电机发生故障，这对用户是非常不方便的。传统的榨汁机或者搅拌机，为了降低以上情况发生的概率，通常需要人工预先处理食材，防止刀片被食材卡住，操作及其不便。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术提出搅拌时防卡死、防过流的无刷直流电机控制系统及方法，可以无需人工预先处理食材，但是却能有效的解决榨汁机或搅拌机从静止状态到启动状态，因为没有初始速度，导致榨汁机或搅拌机的刀片卡死，从而导致无法转动刀片将食物打碎破壁，进而导致刀片一直卡死在固定位置的问题，同时保证了电机的使用安全性能。一种搅拌时防过流、防卡死的无刷直流电机控制系统，其包括：整流电路、降压模块、MCU、Mos驱动电路、电机驱动电路、电机信号反馈电路，所述的整流电路输出端与降压模块输入端和电机驱动电路的一端相连，降压模块输出端分别与MCU和Mos驱动电路相连，MCU的输出端通过Mos驱动电路与电机驱动电路的所有Mos管的栅极相连，电机驱动电路的输出端通过电机信号反馈电路与MCU相连，所述的防过流、防卡死的无刷直流电机控制系统，其中MCU中存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时用于实现分析电机驱动电路的输出端的电流信号，在电流信号过大时，给出限流控制信号；同时，MCU中还存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时用于实现控制电机改变方向，从而实现电机带动榨汁机或搅拌机的刀片改变运转的方向。所述的整流电路包含整流桥和滤波电容，220V、50Hz的正弦波交流市电经过整流桥后，整流成一个正弦半波信号，再通过滤波电容C1和C2直接整流成310V的直流电压，此电压直接供给给电机驱动电路的Mos1、Mos2、Mos3的漏极。所述的整流电路中包括电源管理芯片IC1(VIPER22)和高频变压线圈、以及一个78L05稳压芯片，所述的整流后的310V电压通过降压模块将310V电压降低为15V、5V和3.3V，分别供给Mos驱动电路、MCU和Mos。所述的MCU中的主控芯片为IC2，选择32位机STM32FOXX系列芯片，MCU通过采集电机的电流等其他参数用来做计算机程序。MCU的电机控制PWM(脉冲宽度调制)输出信号U、V、W、X、Y、Z的电压级别为3.3V，难以驱动Mos管，通常情况下Mos管的G极的开启电压为10V～12V，故在MCU的电机控制PWM(脉冲宽度调制)输出信号端再通过一个Mos驱动电路，将MCU的电机控制PWM输出信号端的信号提升为15V，来驱动电机控制电路Mos栅极，通过PWM(脉冲宽度调制)的开关高低电平来控制电机驱动电路Mos1、Mos2、Mos3、Mos4、Mos5、Mos6的开关。另外，由于整流电路输出的310V电压直接施加在电机的U相的Mos1、V相的Mos2、W相的Mos3的源极，故相应的MOS电路导通，使得电机的三相相线产生及合成一定的磁场方向，从而拖动且控制电机的正向或者反向旋转。所述的Mos驱动电路的输入信号为MCU控制的3.3V的电机控制PWM(脉冲宽度调制)输出信号U、V、W、X、Y、Z，此输入信号通过Mos驱动电路通过Mos驱动电路调节后，将所输入的信号一一升压，并分别输出对应于15V的电机控制PWM(脉冲宽度调制)输出信号u、v、w、x、y、z，所述的15V的电机控制PWM(脉冲宽度调制)输出信号u、v、w、x、y、z分别与电机驱动电路的Mos6、Mos5、Mos4、Mos3、Mos2、Mos1的栅极相连。所述的电机驱动电路包含驱动桥的6个Mos1～Mos6,其中Mos1、Mos2、Mos3的源极与整流电路的输出端310V电压相连，Mos6、Mos5、Mos4、Mos3、Mos2、Mos1的栅极分别与15V的电机控制PWM(脉冲宽度调制)输出信号u、v、w、x、y、z相连，由上述6路PWM(脉冲宽度调制)来分别控制Mos1～Mos6的通断。且Mos1的源极与Mos4的漏极相连，Mos4的源极与R1连接，Mos2的源极与Mos5的漏极相连，Mos5的源极与R2连接，Mos3的源极与Mos6的漏极相连，Mos6的源极与R3连接，其中，R1、R2、R3分别为电机U相、V相、W相的电流采样电阻，且Mos1、Mos2和Mos3的源极及Mos4、Mos5和Mos6的漏极分别连接到电机的三个相线端，当控制电机的时候，同一时刻只有两个Mos导通，且这两个Mos分别为Mos1～Mos3中的一个和Mos4～Mos6中的一个，且Mos1和Mos4,Mos2和Mos5，Mos3和Mos6不能同时导通。所述的电机信号反馈电路包含母线电流采集的采样电阻Rbus、运算放大器、运算放大器反馈电阻R8、电阻R6、接地电阻R6、输入信号滤波电容C3、输出信号滤波电容C4，其中，R1、R2、R3的电流经过R5连接到运算放大器的同相端，通过上拉电阻R4接到Vref(+1.65V),R8通过连接线分别接在运放的反相端和输出端，R6分别与Rbus和运放的反相端相连，C4与R5并联，运放的输出端通过R7连接到MCU的ADC端口，R7通过C3后接地。采用以上的电机母线电流信号反馈电路，由于运放的输入端和输出端均含有滤波电容C4和C3，滤除了高频杂波干扰，保证了信号的稳定性，另外，采用R8反馈电阻反馈母线电流的信号，保证了运放能够将电机的母线电流信号精准放大到一定倍数，方便MCU采集。采集以上母线电流信号的目的在于，用于判断当前的电机是否过载。电机在加载的过程中，如果不做限流控制，则可能会导致电机的速度下降，电流一直上升，直至电机最终烧毁。本专利技术的搅拌时防过流、防卡死的直流无刷电机控制系统的工作原理如下：整流电路将市电转化为310V直流电，其中，该310V的直流电施加在电机驱动电路的三相电路的Mos1、Mos2、Mos3的源极，另外该310V直流电通过降压模块将电压降为5V和15V,其中5V电压用于提供电源给MCU工作，15V电压用于给Mos驱动电路工作，MCU通过计算机程序控制输出3.3V的控制信号U、V、W、X、Y、Z，此控制信号经过Mos驱动电路将输出信号提升为15V的控制信号u、v、w、x、y、z，并分别施加在电机驱动电路Mos6、Mos5、Mos4、Mos3、Mos2、Mos1上，用于控制Mos1～Mos6的通断，从而控制电机的三个相线相互之间耦合产生变化的磁场方向，从而拖动电机的转子，控制电机的转动速度和转动方向，此处采用PWM(脉冲宽度调制)带霍尔传感器方波控制来控制电机的运转速度和转动方向的技术方案属于现有技术方案。此外，通过采集电机的母线电流信号，并将电流信号经过反馈电路输送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种搅拌时防过流、防卡死的无刷直流电机控制系统，其包括：整流电路、降压模块、MCU、Mos驱动电路、电机驱动电路、电机信号反馈电路，所述的整流电路输出端与降压模块输入端和电机驱动电路的一端相连，降压模块输出端分别与MCU和Mos驱动电路相连，MCU的输出端通过Mos驱动电路与电机驱动电路的所有Mos管的栅极相连，电机驱动电路的输出端通过电机信号反馈电路与MCU相连，所述的防过流、防卡死的无刷直流电机控制系统，其中MCU中存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时用于实现分析电机驱动电路的输出端的电流信号，在电流信号过大时，给出限流控制信号，同时，该程序被处理器执行时用于实现控制电机改变方向，从而实现电机带动榨汁机或搅拌机的刀片改变运转的方向。

【技术特征摘要】
1.一种搅拌时防过流、防卡死的无刷直流电机控制系统，其包括：整流电路、降压模块、MCU、Mos驱动电路、电机驱动电路、电机信号反馈电路，所述的整流电路输出端与降压模块输入端和电机驱动电路的一端相连，降压模块输出端分别与MCU和Mos驱动电路相连，MCU的输出端通过Mos驱动电路与电机驱动电路的所有Mos管的栅极相连，电机驱动电路的输出端通过电机信号反馈电路与MCU相连，所述的防过流、防卡死的无刷直流电机控制系统，其中MCU中存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时用于实现分析电机驱动电路的输出端的电流信号，在电流信号过大时，给出限流控制信号，同时，该程序被处理器执行时用于实现控制电机改变方向，从而实现电机带动榨汁机或搅拌机的刀片改变运转的方向。2.如权利要求1所述的搅拌时防过流、防卡死的无刷直流电机控制系统，其特征在于：所述的整流电路包含整流桥和滤波电容，将220V、50Hz的正弦波交流市电转换成310V的直流电压，此电压直接供给电机驱动电路的Mos1、Mos2、Mos3的漏极。3.如权利要求1所述的搅拌时防过流、防卡死的无刷直流电机控制系统，其特征在于：所述的整流电路中包括电源管理芯片IC1(VIPER22)和高频变压线圈、以及一个78L05稳压芯片，所述的整流后的310V电压通过降压模块将310V电压降低为15V和5V及3.3V，分别供给Mos，Mos驱动电路和MCU。4.如权利要求1所述的搅拌时防过流、防卡死的无刷直流电机控制系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建权，
申请(专利权)人：苏州工业园区艾思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32