一种通用型无刷电机驱动模块制造技术

本发明专利技术涉及无刷电机技术领域，特别涉及一种通用型无刷电机驱动模块，包括控制单元、反馈电路、自学习接口，控制单元、反馈电路、自学习接口共同位于电路板A，控制单元经电路板A上的对外接口可拆卸地与外部电路板B上的逆变器连接，所述无刷电机自所述逆变器取电，所述反馈电路包括差分放大电路，差分放大电路的两个输入端分别连接至逆变器中串联于任一桥臂上的采样电阻两端，差分放大电路的输出端连接至所述控制单元，所述自学习接口用于对外接收触发信号，自学习接口连接所述控制单元。本发明专利技术的无刷电机驱动模块可匹配多个外部逆变器，并能针对逆变器所接入的无刷电机自主调整参数以适配。

【技术实现步骤摘要】
一种通用型无刷电机驱动模块
本专利技术涉及无刷电机
，特别涉及一种通用型无刷电机驱动模块。
技术介绍
随着电力电子的发展和新型永磁材料的出现，无刷电机得到了迅速发展，凭借噪声低、寿命长、转速高、体积小、动态性能好、输出力矩大、设计简便等特点，在医疗、工业控制、消费电子、电工工具、电动车和机器人等领域广泛应用。无刷电机通过电子器件实现了电机的换相功能，取代了传统的机械电刷和换相器。无刷电机由无刷电机主体和电机驱动控制器组成，是一种典型的机电一体化产品。无刷电机主体的电动机定子绕组多做成三相对称星形接法，无刷电机主体的电动机转子上粘有永磁体，为了检测转子的极性，电动机内装有位置传感器。电机驱动控制器由功率电子器件和集成电路等组成，其功能包括：接收来自控制开关或控制终端的启动、停止、制动指令，以控制电动机的启动、停止和制动；接收来自位置传感器信号的正反转信号，以控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接收速度指令和速度反馈信号，以控制和调整电机的转速；提供电路保护和数据显示等。通常，如图1所示，针对某一固定型号的无刷电机，需要设计专用的电机驱动控制器配套使用，该电机驱动控制器需要提前调试并设置好相关参数，调试工作比较耗时。而且，不同型号的无刷电机，电阻、电感等参数通常不一样，对于需要更换不同型号的无刷电机使用的应用场景，技术人员需要针对不同型号的无刷电机，采购多种电机驱动控制器来使用，造成浪费。如果使用同一种电机驱动控制器，则针对每种型号的无刷电机，都需要先获取指定型号电机的相关参数，再花费大量的工作调试电机驱动控制器，直到调试出电机驱动控制器针对该型号电机的参数信息，并提前设置到电机驱动控制器中，才能适配该型号电机使用，而且调试完毕后，不能随意更换无刷电机和电机驱动控制器的组合。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为软件工程师提供一种无刷电机驱动模块的硬件结构，在软件工程师对其中的控制单元进行编程后，无刷电机驱动模块可匹配多个外部逆变器，并能针对逆变器所接入的无刷电机自主调整参数以适配。为达到上述目的，本专利技术采用下述方案实现：一种通用型无刷电机驱动模块，包括控制单元、反馈电路，还包括自学习接口，控制单元、反馈电路、自学习接口共同位于电路板A，控制单元经电路板A上的对外接口可拆卸地与外部电路板B上的逆变器连接，所述无刷电机自所述逆变器取电，所述反馈电路包括差分放大电路，差分放大电路的两个输入端分别连接至逆变器中串联于任一桥臂上的采样电阻两端，差分放大电路的输出端连接至所述控制单元，所述自学习接口用于对外接收触发信号，自学习接口连接所述控制单元。进一步地，自学习接口指控制单元的I/O口。进一步地，所述I/O口经按钮开关SW连接至供电电源或地。进一步地，所述电路板A具有金属半孔作为所述对外接口，电路板A经金属半孔以SMT的形式焊接到所述电路板B。进一步地，所述电路板A具有排针作为所述对外接口，电路板A经排针焊接所述电路板B上或经排针插接到所述电路板B的插座上。进一步地，所述控制单元为主控芯片。进一步地，所述控制单元包括主控芯片、功率驱动电路，主控芯片经功率驱动电路驱动外部逆变器。进一步地，差分放大电路包括正向输入端串联电阻R151、电阻R9，反向输入端串联电阻R153、电阻R154，电阻R151、电阻R9之间的接点经电容C6连接至电阻R153、电阻R154，还包括个二极管D21、二极管D22，二极管D21、二极管D22反向并联后跨接在差分放大电路的两个输入端。进一步地，所述功率驱动电路具有三路功率驱动芯片，各功率驱动芯片分别与主控芯片通讯，各功率驱动芯片分别连接至各个桥臂上的MOS的G极。进一步地，功率驱动芯片为IRS2003STRPBF芯片，IRS2003STRPBF芯片的HIN脚、LIN脚分别与主控芯片通讯，HO脚、LO脚分别接所述桥臂的MOS上管G极、MOS下管G极，VS脚依次串联电容、电阻后连接至无刷电机输入端，三路IRS2003STRPBF芯片的VS脚所连的无刷电机输入端各不相同。进一步地，通用型无刷电机驱动模块，还包括计算机存储介质，其存储有一个或多个程序，所述一个或多个程序被控制单元执行时实现如下述步骤：步骤A.控制所述逆变器向所述无刷电机发送三相旋转电压uα、uβ，并通过所述反馈电路，检测所述无刷电机的电流iα、iβ，将iα、iβ、uα、uβ代入永磁同步无刷电机的工作模型换算出所述无刷电机的电感L和内阻R；步骤B.根据所述无刷电机的电感L和内阻R，计算PID运动控制参数来实施所述无刷电机的驱动控制。进一步地，所述控制单元接收到来自所述自学习接口的触发信号则执行所述一个或多个程序。进一步地，所述三相旋转电压uα、uβ的频率足够快以使电机静止不动。进一步地，所述步骤A进一步包括：将iα、iβ、uα、uβ代入中进行最小二乘法拟合，进而获得所述无刷电机的电感L和内阻R，式中，p为微分算子。进一步地，所述步骤B进一步包括：将电感L和内阻R代入以求取速度环的PID运动控制参数来实施无刷电机速度环控制；将电感L和内阻R代入以求取电流环的PID运动控制参数来实施无刷电机电流环控制；上述式中，k1-K16、b1-b8为系数。本专利技术所提供的硬件结构，待软件人员编程后具有以下有益效果：如果更换参数不一致但是工作电压和功率差异不大的电机，通用型无刷电机驱动模块和逆变器都不需要更改，只需要使用自学习接口重新进行匹配即可；如果更换的电机的工作电压和功率相差很大，则需要更换逆变器电路，但通用型无刷电机驱动模块可以维持不变，因此可以实现无刷电机驱动模块的高度通用性；此外，由于在更换不同型号无刷电机时，不需要寻找适配该型号电机的控制单元，也不需要针对该型号电机花费大量时间进行电机参数调试、写入参数的工作，故可节省工作时间，提高使用效率。附图说明图1是现有技术中无刷电机驱动模块的系统框图。图2是本专利技术的通用型无刷电机驱动模块的系统框图。图3是本专利技术的通用型无刷电机驱动模块的电路示意图。图4是本专利技术的功率驱动电路的电路示意图。图5是本专利技术的反馈电路的电路示意图。图6是本专利技术的控制单元及自学习接口的系统框图。图7是本专利技术的自学习方法的流程图。具体实施方式如图2所示，本实施例的通用型无刷电机驱动模块包括主控芯片、反馈电路、功率驱动电路，其中，功率驱动电路的作用在于弥补主控芯片电压输出能力较低的缺陷，主控芯片经功率驱动电路提升驱动力后，驱动外部的逆变器功率器件进行逆变，无刷电机接于逆变器三相输出端，逆变器受控于主控芯片为无刷电机逆变供电，反馈电路实时采集逆变器功率器件输出的电流反馈回主控芯片。具体而言，见图3，逆变器功率器件具体指三相逆变器中三个桥臂上的各个MOS管，功率驱动电路如图4所示，分为三路，其中每一路均由IRS2003STRPBF芯片及其外围电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通用型无刷电机驱动模块，包括控制单元、反馈电路，其特征在于：还包括自学习接口，控制单元、反馈电路、自学习接口共同位于电路板A，控制单元经电路板A上的对外接口可拆卸地与外部电路板B上的逆变器连接，所述无刷电机自所述逆变器取电，所述反馈电路包括差分放大电路，差分放大电路的两个输入端分别连接至逆变器中串联于任一桥臂上的采样电阻两端，差分放大电路的输出端连接至所述控制单元，所述自学习接口用于对外接收触发信号，自学习接口连接所述控制单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种通用型无刷电机驱动模块，包括控制单元、反馈电路，其特征在于：还包括自学习接口，控制单元、反馈电路、自学习接口共同位于电路板A，控制单元经电路板A上的对外接口可拆卸地与外部电路板B上的逆变器连接，所述无刷电机自所述逆变器取电，所述反馈电路包括差分放大电路，差分放大电路的两个输入端分别连接至逆变器中串联于任一桥臂上的采样电阻两端，差分放大电路的输出端连接至所述控制单元，所述自学习接口用于对外接收触发信号，自学习接口连接所述控制单元。


2.根据权利要求1所述的通用型无刷电机驱动模块，其特征在于：自学习接口指控制单元的I/O口。


3.根据权利要求2所述的通用型无刷电机驱动模块，其特征在于：所述I/O口经按钮开关SW连接至供电电源或地。


4.根据权利要求1所述的通用型无刷电机驱动模块，其特征在于：
所述电路板A具有金属半孔作为所述对外接口，电路板A经金属半孔以SMT的形式焊接到所述电路板B；或
所述电路板A具有排针作为所述对外接口，电路板A经排针焊接所述电路板B上或经排针插接到所述电路板B的插座上。


5.根据权利要求1所述的通用型无刷电机驱动模块，其特征在于：
所述控制单元为主控芯片；或
所述控制单元包括主控芯片、功率驱动电路，主控芯片经功率驱动电路驱动外部逆变器。


6.根据权利要求1-5任一项所述的通用型无刷电机驱动模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵锐，黄锦波，黄耀光，周海辉，苏尧，
申请(专利权)人：深圳太兆智能控制有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44