一种基于BLDC的六步换相法锁紧控制电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于BLDC的六步换相法锁紧控制装置，该锁紧控制装置电路板包括MCU控制模块、电流采样模块、位置反馈模块、信号隔离模块、驱动模块、供电模块。通过电机尾端的霍尔传感器对电机的位置信息进行读取，根据霍尔传感器反馈的高低电平判断电机转子相位，单片机接收转子相位后逐步进行六步换相操作，不断调整对驱动芯片发送的PWM脉宽波，控制电机按照运动曲线转动，根据光电开关的触发状态判断齿盘是否到位。本实用新型专利技术操作方便易实现，实现了三项无刷直流电机替代直流空心杯电机进行齿盘锁紧，具有体积小、操作方便、更加安全可靠等优点。全可靠等优点。全可靠等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BLDC的六步换相法锁紧控制电路


[0001]本技术涉及角度测量
，尤其是涉及一种基于BLDC的六步换相法锁紧控制电路。

技术介绍

[0002]锁紧装置广泛应用于惯测导航等军工系统中，对产品的稳定性及使用要求比较高，但当前市场上锁紧装置使用的电机都为直流空心杯有刷电机，有刷电机的电刷材料分为石墨碳刷和金属刷丝两种，在长时间使用后这两种刷丝都有各自的缺点，在长期使用后摩擦阻力大、损耗大，产生的磨屑会在电机内部移动，易引起电机的刷丝和换向器之间接触不良或匝间短路，引起空心杯杯体膨胀或电机停转，造成产品损失，不利于产品的保养和维护。使用了有刷电机的锁紧装置在几年后往往容易因电机电刷与换向片之间的磨损而引起产品异常，导致一系列故障发生。
[0003]无刷直流电机（Brushless Direct Current Motor, BLDCM）以电子换向器取代了机械换向器，所以无刷直流电机既具有直流电机良好的调速性能等特点，又具有交流电机结构简单、无换向火花、运行可靠和易于维护等优点。锁紧装置采用无刷电机作为运动电机，既可避免因电机机械特性导致的一系列潜在隐患，又能利用无刷电机的特性应对更加复杂的使用环境。
[0004]由于无刷直流电机的实质是直流电源输入，采用电子逆变器将直流电转换为交流电。无刷直流电机的定子是线圈绕组电枢，转子是永磁体。如果只给电机通以固定的直流电流，则电机只能产生不变的磁场，电机不能转动起来，只有实时检测电机转子的位置，再根据转子的位置给电机的不同相通以对应的电流，使定子产生方向均匀变化的旋转磁场，电机才可以跟着磁场转动起来，所以急需开发要一块基于 BLDC的六步换相法锁紧控制电路。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种实现无刷电机替代有刷电机锁紧装置的基于BLDC的六步换相法锁紧控制电路。
[0006]本技术的目的是这样实现的：
[0007]一种基于BLDC的六步换相法锁紧控制电路，特征是：包括MCU控制模块、电流采样模块、位置反馈模块、信号隔离模块、驱动模块、供电模块,其中：电流采样模块对无刷直流电机的三相电流进行采样后反馈给MCU控制模块；位置反馈模块由比较器和霍尔信号采集电路组成，比较器将无刷直流电机的解锁位置与锁紧位置的光电触发情况反馈给MCU控制模块，霍尔采集信号电路根据无刷直流电机尾端的霍尔传感器的触发情况确定无刷直流电机的转子位置，反馈给MCU控制模块；MCU控制模块将处理后的信号传输给信号隔离模块，信号隔离模块将数字信号换为模拟信号，然后传输给驱动模块，信号隔离模块进行信号隔离，减少电路干扰；驱动模块通过输入端接收到的控制信号传输给无刷直流电机，依次控制无刷直流电机的ABC三相输出；供电模块为MCU控制模块供电。
[0008]MCU控制模块选用STM32F303RCT6TR为主控芯片，根据位置反馈、电流反馈，调整输出PWM脉宽信号控制驱动模块；电流采样模块选用三块INA240A2PWR电流采样器，驱动电路采用三相驱动器L6234，该驱动芯片由六个MOS管构成H桥电路，通过输入端的控制信号依次控制无刷电机的ABC三相输出。
[0009]本技术具有如下优点：
[0010]1、本技术采用PWM脉宽调制控制方式易于实现，抗噪声能力显著提高，通过RS422接口可以实现双工通讯，可以实时监测到无刷直流电机锁紧装置的运动状态，通过定时中断模块可以迅速对锁紧装置的故障进行处理，对无刷直流电机的锁紧装置有很好的保护作用；
[0011]2、利用六步换相法控制无刷直流电机易于操作，在复杂工况和恶劣条件下也能保证锁紧的精确和稳定；
[0012]3、本技术根据无刷直流电机的特性，利用六步换相法，可以十分便利地驱动无刷直流电机旋转，并且不易受环境（粉尘）影响，提高了工作的可靠性；
[0013]4、由于无刷直流电机没有机械换相，电机在换相时不会出现火花，不易损坏，提高了可维护性。
附图说明
[0014]图1是本技术六步换相法的换相序位图。
[0015]具体实施方式：
[0016]下面结合实施例并对照附图对本技术作进一步详细说明。
[0017]一种基于BLDC的六步换相法锁紧控制电路，包括MCU控制模块、电流采样模块、位置反馈模块、信号隔离模块、驱动模块、供电模块,其中：电流采样模块对无刷直流电机的三相电流进行采样后反馈给MCU控制模块；位置反馈模块由比较器和霍尔信号采集电路组成，比较器将无刷直流电机的解锁位置与锁紧位置的光电触发情况反馈给MCU控制模块，霍尔采集信号电路根据无刷直流电机尾端的霍尔传感器的触发情况确定无刷直流电机的转子位置，反馈给MCU控制模块；MCU控制模块将处理后的信号传输给信号隔离模块，信号隔离模块将数字信号换为模拟信号，然后传输给驱动模块，信号隔离模块进行信号隔离，减少电路干扰；驱动模块通过输入端接收到的控制信号传输给无刷直流电机，依次控制无刷直流电机的ABC三相输出；供电模块为MCU控制模块供电。
[0018]MCU控制模块选用STM32F303RCT6TR为主控芯片，根据位置反馈、电流反馈，调整输出PWM脉宽信号控制驱动模块；电流采样模块选用三块INA240A2PWR电流采样器，驱动电路采用三相驱动器L6234，该驱动芯片由六个MOS管构成H桥电路，通过输入端的控制信号依次控制无刷电机的ABC三相输出。
[0019]以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BLDC的六步换相法锁紧控制电路，其特征在于：包括MCU控制模块、电流采样模块、位置反馈模块、信号隔离模块、驱动模块、供电模块,其中：电流采样模块对无刷直流电机的三相电流进行采样后反馈给MCU控制模块；位置反馈模块由比较器和霍尔信号采集电路组成，比较器将无刷直流电机的解锁位置与锁紧位置的光电触发情况反馈给MCU控制模块，霍尔采集信号电路根据无刷直流电机尾端的霍尔传感器的触发情况确定无刷直流电机的转子位置，反馈给MCU控制模块；MCU控制模块将处理后的信号传输给信号隔离模块，信号隔离模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴昊，王伟，江航，王晓卿，刘海涛，王星星，夏成龙，
申请(专利权)人：中船九江精达科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：