基于FOC的电动工具控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种基于FOC的电动工具控制装置，该FOC的电动工具控制装置包括：电源模块、功率跟随器、FOC控制器、预驱动电路、逆变桥和电机，功率跟随器用于采集电源模块输出至逆变桥的母线电压和母线电流，并根据逆变桥的母线电压和母线电流输出参考电流至FOC控制器；FOC控制器用于根据参考电流输出驱动信号至预驱动电路，并采集电机的相电流后根据电机的相电流计算出电机速度和电机功率，将电机速度和电机功率反馈到功率跟随器，以使功率跟随器根据电机速度和电机功率调整参考电流；预驱动电路用于将FOC控制器输出的驱动信号转换成驱动逆变桥的高压驱动信号，以控制所述电机运转。本实用新型专利技术降低了基于FOC的电动工具控制装置的成本，提高了使用寿命。

Power Tool Control Device Based on FOC

【技术实现步骤摘要】
基于FOC的电动工具控制装置
本技术涉及电机控制
，特别涉及一种基于FOC的电动工具控制装置。
技术介绍
目前，需要通过交流转直流供电的电动工具控制系统基本都有具有在二极管将交流转为直流之后需要通过很大容量的母线电容对电压滤波，系统功率越大需要的电容的容值也就越大，而现在市面上大容量的电容基本都以电解电容为主，大电解电容的体量很大，会极大地增加设备的体积，电容的价格会随着容值的增加而增加，电解电容的寿命有限，在整流器中大量使用电解电容也会影响到整个电路系统的寿命。
技术实现思路
本技术的主要目的是提出一种基于FOC的电动工具控制装置，旨在解决降低基于FOC的电动工具控制装置的成本，提高使用寿命。为实现上述目的，本技术提出一种基于FOC的电动工具控制装置，该FOC的电动工具控制装置包括：电源模块、功率跟随器、FOC控制器、预驱动电路和逆变桥，所述电源模块分别与所述功率跟随器、所述FOC控制器、所述预驱动电路和所述逆变桥连接，且所述功率跟随器、所述FOC控制器、所述预驱动电路和所述逆变桥依次顺序连接，所述逆变桥用于连接电机；其中，所述功率跟随器，用于采集所述电源模块输出至所述逆变桥的母线电压和母线电流，并根据所述逆变桥的母线电压和母线电流输出参考电流至所述FOC控制器；所述FOC控制器，用于根据所述参考电流输出驱动信号至所述预驱动电路，并采集所述电机的相电流后根据所述电机的相电流计算出电机速度和电机功率，将所述电机速度和电机功率反馈到所述功率跟随器，以使所述功率跟随器根据所述电机速度和电机功率调整所述参考电流；所述预驱动电路，用于将所述FOC控制器输出的驱动信号转换成驱动所述逆变桥的高压驱动信号，以控制所述电机运转。可选地，所述电源模块中包含有滤波电容，所述滤波电容的容值小于或者等于20uF。可选地，所述功率跟随器包括速度环PI电路和功率环PI电路，所述速度环PI电路与所述功率环PI电路依次顺序连接。可选地，所述功率跟随器通过ADC采样所述电源模块输出至逆变桥的母线电压、母线电流。可选地，所述FOC控制器包括转子磁通PI控制器、转子转矩PI控制器、第一坐标变换器、第二坐标变换器、第三坐标变换器、驱动信号输出电路、第四坐标变换器、第五坐标变换器、电流采集重构电路和角度输出电路，其中，所述转子磁通PI控制器的第一端和所述转子转矩PI控制器的第一端分别连接所述功率跟随器的第二端，所述转子磁通PI控制器的第二端和所述转子转矩PI控制器的第二端分别连接所述第一坐标变换器的第一端，所述第一坐标变换器的第二端连接所述第二坐标变换器的第一端，所述第二坐标变换器的第二端连接所述第三坐标变换器的第一端，所述第三坐标变换器的第二端连接所述驱动信号输出电路的第一端，所述驱动信号输出电路的第二端连接所述预驱动电路的第一端，所述第四坐标变换器的第一端分别连接所述转子磁通PI控制器的第一端和所述转子转矩PI控制器的第一端，所述第四坐标变换器的第二端连接所述第五坐标变换器的第一端，所述第五坐标变换器的第二端连接所述电流采集重构电路，所述第一坐标变换器与所述第四坐标变换器互相连接，所述角度输出电路连接于所述第一坐标变换器与所述第四坐标变换器之间。可选地，所述角度输出电路包括有采集所述电机转子位置的角度传感器。可选地，所述电源模块输出至逆变桥的母线电压、母线电流为100HZ馒头波状波形。本技术技术方案通过采用基于FOC的电动工具控制装置包括电源模块、功率跟随器、FOC控制器、预驱动电路和逆变桥，所述电源模块分别与所述功率跟随器、所述FOC控制器、所述预驱动电路和所述逆变桥连接，且所述功率跟随器、所述FOC控制器、所述预驱动电路和所述逆变桥依次顺序连接，所述逆变桥用于连接电机；所述电源模块，用于给所述功率跟随器、所述FOC控制器、所述预驱动电路和所述逆变桥提供电源，由于所述电源模块中不具有大电解电容，就使得基于FOC的电动工具控制装置的体量减小、成本降低，同时没有大电解电容的限制，提高控制装置的使用寿命；所述功率跟随器，用于采集所述电源模块输出至所述逆变桥的母线电压和母线电流，并根据所述逆变桥的母线电压和母线电流输出参考电流至所述FOC控制器，由于所述功率跟随器的控制，不需要使用PFC功率因数校正，就使得整个基于FOC的电动工具控制装置的功率因数得到提高，也减小了控制装置的成本；所述FOC控制器，用于根据所述参考电流输出驱动信号至所述预驱动电路，并采集所述电机的相电流后根据所述电机的相电流计算出电机速度和电机功率，将所述电机速度和电机功率反馈到所述功率跟随器，以使所述功率跟随器根据所述电机速度和电机功率调整所述参考电流；所述预驱动电路，用于将所述FOC控制器输出的驱动信号转换成驱动所述逆变桥的高压驱动信号，以控制所述电机运转，本技术技术方案基于FOC的电动工具控制装置不需要大电解电容对电压的滤波，同样能达到电压稳定，降低了基于FOC的电动工具控制装置的成本，提高了使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本技术基于FOC的电动工具控制装置一实施例的结构示意图；图2为本技术基于FOC的电动工具控制装置中功率跟随器一实施例的结构示意图；图3为本技术基于FOC的电动工具控制装置中FOC控制器一实施例的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100电源模块320转子转矩PI控制器200功率跟随器330第一坐标变换器300FOC控制器340第二坐标变换器400预驱动电路350第三坐标变换器500逆变桥360驱动信号输出电路600电机370第四坐标变换器210速度环PI电路380第五坐标变换器220功率换PI电路390电流采集重构电路310转子磁通PI控制器395角度输出电路本技术目的的实现、功能特点及可点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FOC的电动工具控制装置，其特征在于，该FOC的电动工具控制装置包括：电源模块、功率跟随器、FOC控制器、预驱动电路和逆变桥，所述电源模块分别与所述功率跟随器、所述FOC控制器、所述预驱动电路和所述逆变桥连接，且所述功率跟随器、所述FOC控制器、所述预驱动电路和所述逆变桥依次顺序连接，所述逆变桥用于连接电机；其中，所述功率跟随器，用于采集所述电源模块输出至所述逆变桥的母线电压和母线电流，并根据所述逆变桥的母线电压和母线电流输出参考电流至所述FOC控制器；所述FOC控制器，用于根据所述参考电流输出驱动信号至所述预驱动电路，并采集所述电机的相电流后根据所述电机的相电流计算出电机速度和电机功率，将所述电机速度和电机功率反馈到所述功率跟随器，以使所述功率跟随器根据所述电机速度和电机功率调整所述参考电流；所述预驱动电路，用于将所述FOC控制器输出的驱动信号转换成驱动所述逆变桥的高压驱动信号，以控制所述电机运转。

【技术特征摘要】
1.一种基于FOC的电动工具控制装置，其特征在于，该FOC的电动工具控制装置包括：电源模块、功率跟随器、FOC控制器、预驱动电路和逆变桥，所述电源模块分别与所述功率跟随器、所述FOC控制器、所述预驱动电路和所述逆变桥连接，且所述功率跟随器、所述FOC控制器、所述预驱动电路和所述逆变桥依次顺序连接，所述逆变桥用于连接电机；其中，所述功率跟随器，用于采集所述电源模块输出至所述逆变桥的母线电压和母线电流，并根据所述逆变桥的母线电压和母线电流输出参考电流至所述FOC控制器；所述FOC控制器，用于根据所述参考电流输出驱动信号至所述预驱动电路，并采集所述电机的相电流后根据所述电机的相电流计算出电机速度和电机功率，将所述电机速度和电机功率反馈到所述功率跟随器，以使所述功率跟随器根据所述电机速度和电机功率调整所述参考电流；所述预驱动电路，用于将所述FOC控制器输出的驱动信号转换成驱动所述逆变桥的高压驱动信号，以控制所述电机运转。2.如权利要求1所述的基于FOC的电动工具控制装置，其特征在于，所述电源模块中包含有滤波电容，所述滤波电容的容值小于或者等于20uF。3.如权利要求1所述的基于FOC的电动工具控制装置，其特征在于，所述功率跟随器包括速度环PI电路和功率环PI电路，所述速度环PI电路与所述功率环PI电路依次顺序连接。4.如权利要求3所述的基于FOC的电动工具控制装置，其特征在于，所述功率跟随器通过ADC采样所述电源模块输出至逆变桥的母线电压、母线电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗薛，毕磊，毕超，
申请(专利权)人：峰岹科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44