一种双核控制的三相无刷电机驱动器制造技术

本发明专利技术公开了一种双核控制的三相无刷电机驱动器，包括有采用内存共享方式进行连接的第一控制器和第二控制器、与第一控制器连接的驱动模块、与第二控制器连接的检测转换模块，第一控制器通过驱动模块与三相无刷电机连接进行驱动，检测转换模块包括有设置于三相无刷电机上的霍尔编码器和与驱动模块连接的电流检测模块，霍尔编码器和电流检测模块均与第二控制器连接。本发明专利技术包括有采用内存共享方式进行连接的两个控制器，两个控制器分别实现不同的功能，便于满足控制驱动实时性的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种双核控制的三相无刷电机驱动器
本专利技术涉及电机驱动器领域，具体是一种双核控制的三相无刷电机驱动器。
技术介绍
现有技术中，电机驱动控制器多采用单一微控制器的驱动方式，例如公开号为CN107093966A，名称为“一种应用于高速电机驱动控制器的无位置控制电路”的专利，其可用于物理位置上无法安装位置传感器的永磁同步电机的驱动，但由于采用单一微控制器的驱动模式，电流检测、电压检测、故障处理及控制算法都运行在微控制器上，控制驱动的实时性难以保证；其次由于没有安装位置传感器，电机控制精度也难以保证。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种双核控制的三相无刷电机驱动器，包括有采用内存共享方式进行连接的两个控制器，两个控制器分别实现不同的功能，便于满足控制驱动实时性的要求。本专利技术的技术方案为：一种双核控制的三相无刷电机驱动器，包括有采用内存共享方式进行连接的第一控制器和第二控制器、与第一控制器连接的驱动模块、与第二控制器连接的检测转换模块，所述的第一控制器通过驱动模块与三相无刷电机连接进行驱动，所述的检测转换模块包括有设置于三相无刷电机上的霍尔编码器和与驱动模块连接的电流检测模块，所述的霍尔编码器和电流检测模块均与第二控制器连接。所述的第一控制器选用嵌入式微处理器，所述的第二控制器选用浮点数字信号处理器。所述的驱动模块包括有前置驱动模块，分别与前置驱动模块连接的第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块；所述的前置驱动模块通过数字量输出模块、PWM输出模块、数字量输入模块与第一控制器连接，所述的第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块中每两个为一组驱动单元，每一组驱动单元与三相无刷电机的一相定子绕组连接驱动。所述的前置驱动模块选用栅极驱动器，所述的第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块均选用N型金属-氧化物半导体场效应晶体管。所述的电流检测模块包括有第一电流检测模块、第二电流检测模块和第三电流检测模块，第一电流检测模块、第二电流检测模块和第三电流检测模块分别与对应的一组驱动单元连接用于检测三相定子绕组电流的大小。所述的检测转换模块还包括有差分线路转换模块、信号隔离模块和解码模块，所述的霍尔编码器依次通过差分线路转换模块、信号隔离模块、解码模块与第二控制器连接。所述的霍尔编码器依次通过差分线路转换模块、信号隔离模块、解码模块与第二控制器的INT接口和I2C接口连接，所述的电流检测模块与第二控制器的模拟量输入接口连接。所述的第一控制器通过串口通讯模块与上位机进行通讯连接。所述的第一控制器通过模拟量输入模块与传感器连接，第一控制器通过网络接口模块与视觉传感器连接。所述的传感器包括有安装于三相无刷电机上用于检测三相无刷电机加载力学量的多维力传感器和力矩传感器。本专利技术的优点：（1）、本专利技术采用第一控制器作为主处理器，负责控制驱动任务的调度，包括控制前置驱动模块、采集前置驱动模块反馈的故障信号、采集外部传感器（多维力传感器、力矩传感器和视觉传感器）的信息以及通过上位机对第一控制器进行配置；（2）、本专利技术采用第二控制器作为协处理器，负责读取霍尔编码器的数值获取三相无刷电机转子的旋转位置信息，并通过计算获取电机速度信息，同时第二控制器还负责采集三相无刷电机的相电流信息，完成三相无刷电机的加减速和插补运算算法；（3）、本专利技术的第一控制器和第二控制器采用内存共享方式进行连接，双核交换数据不需要经过总线传送，而是双核直接访问内存，降低了用户开发程序的复杂度，有助于提高系统运行效率，满足控制实时性要求；（4）、本专利技术设置有电流检测模块，实时监测三相定子绕组电流的大小和方向，实现电流环的反馈控制，并且当电流超过最大允许值时，自动调节脉宽输出信号，降低驱动电流，实现过流保护的功能。附图说明图1是本专利技术的结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。见图1，一种双核控制的三相无刷电机驱动器，包括有采用内存共享方式进行连接的第一控制器1和第二控制器2、与第一控制器1连接的驱动模块3、与第二控制器2连接的检测转换模块4，第一控制器1通过串口通讯模块11与上位机6连接通讯，安装于三相无刷电机5上用于检测三相无刷电机加载力学量的多维力传感器和力矩传感器7通过模拟量输入模块12与第一控制器1连接，视觉传感器8通过网络接口模块13与第一控制器1连接，第一控制器1选用ARM9系列的嵌入式微处理器，第二控制器2选用型号为C6748的浮点数字信号处理器。驱动模块3包括有前置驱动模块31，分别与前置驱动模块31连接的第一驱动模块32、第二驱动模块33、第三驱动模块34、第四驱动模块35、第五驱动模块36和第六驱动模块37；前置驱动模块31通过数字量输出模块14、PWM输出模块15、数字量输入模块16与第一控制器1连接，第一驱动模块32、第二驱动模块33、第三驱动模块34、第四驱动模块35、第五驱动模块36和第六驱动模块37中每两个为一组驱动单元，每一组驱动单元与三相无刷电机5的一相定子绕组连接驱动，每一组驱动单元中的两个驱动模块用于分别控制三相无刷电机5的正转和反转；其中，前置驱动模块31选用型号为Drv8301的栅极驱动器，第一驱动模块32、第二驱动模块33、第三驱动模块34、第四驱动模块35、第五驱动模块36和第六驱动模块37均选用N型金属-氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），第一驱动模块32、第二驱动模块33、第三驱动模块34、第四驱动模块35、第五驱动模块36和第六驱动模块37的栅极均与前置驱动模块31连接，第一驱动模块32、第二驱动模块33、第三驱动模块34、第四驱动模块35、第五驱动模块36和第六驱动模块37的源极与三相无刷电机5的定子绕组连接。检测转换模块4包括有设置于三相无刷电机5上的霍尔编码器41、差分线路转换模块42、信号隔离模块43、解码模块44、以及与驱动模块连接的电流检测模块，霍尔编码器41依次通过差分线路转换模块42、信号隔离模块43、解码模块44与第二控制器2的INT接口21和I2C接口22连接，电流检测模块包括有第一电流检测模块45、第二电流检测模块46和第三电流检测模块47，第一电流检测模块45、第二电流检测模块46和第三电流检测模块47的输入端分别与对应的一组驱动单元连接用于检测三相定子绕组电流的大小，第一电流检测模块45、第二电流检测模块46和第三电流检测模块47的输出端均与第二控制器2的模拟量输入接口23连接。本专利技术的工作原理：上位机6对第一控制器1进行配置，多维力传感器和力矩传感器7采集三相无刷电机的加载力学量后通过模拟量输入模块12发送给第一控制器1，同时视觉传感器8采集视觉图像通过网络接口模块13发送给第一控制器1，然后第一控制器1负责控制驱动任务的调度，包括控制前置驱动模块31，采集前置驱动模块31反馈的故障信号；前置驱动模块31用于接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双核控制的三相无刷电机驱动器，其特征在于：包括有采用内存共享方式进行连接的第一控制器和第二控制器、与第一控制器连接的驱动模块、与第二控制器连接的检测转换模块，所述的第一控制器通过驱动模块与三相无刷电机连接进行驱动，所述的检测转换模块包括有设置于三相无刷电机上的霍尔编码器和与驱动模块连接的电流检测模块，所述的霍尔编码器和电流检测模块均与第二控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种双核控制的三相无刷电机驱动器，其特征在于：包括有采用内存共享方式进行连接的第一控制器和第二控制器、与第一控制器连接的驱动模块、与第二控制器连接的检测转换模块，所述的第一控制器通过驱动模块与三相无刷电机连接进行驱动，所述的检测转换模块包括有设置于三相无刷电机上的霍尔编码器和与驱动模块连接的电流检测模块，所述的霍尔编码器和电流检测模块均与第二控制器连接。2.根据权利要求1所述的一种双核控制的三相无刷电机驱动器，其特征在于：所述的第一控制器选用嵌入式微处理器，所述的第二控制器选用浮点数字信号处理器。3.根据权利要求1所述的一种双核控制的三相无刷电机驱动器，其特征在于：所述的驱动模块包括有前置驱动模块，分别与前置驱动模块连接的第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块；所述的前置驱动模块通过数字量输出模块、PWM输出模块、数字量输入模块与第一控制器连接，所述的第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块中每两个为一组驱动单元，每一组驱动单元与三相无刷电机的一相定子绕组连接驱动。4.根据权利要求3所述的一种双核控制的三相无刷电机驱动器，其特征在于：所述的前置驱动模块选用栅极驱动器，所述的第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、第四驱动模块、第五驱动模块和第六驱动模块均选用N型金属-氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹会彬，高理富，王雯雯，赵轩浩，孙玉香，江曼，郭伟斌，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34