无刷直流电机控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种无刷直流电机控制装置，该装置包括：模拟量隔离模块，用于将接收到的模拟量信号进行隔离处理，并发送；数据处理模块，与所述模拟量隔离模块相连接，用于接收上述隔离处理后的模拟量信号，将所述隔离处理后的模拟量信号进行模数转换，根据转换得到的数字量信号生成ＰＷＭ波并发送；Ｈ桥驱动模块，与所述数据处理模块相连接，用于接收所述ＰＷＭ波并根据所述ＰＷＭ波占空比的不同生成不同的控制电压；电源模块，用于给所述模拟量隔离模块、数据处理模块以及Ｈ桥驱动模块提供电压。本实用新型专利技术能够将连续可调的输入信号转变成电机需要的精确连续可调的输出电压，同时提供满足要求的工作电流。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及直流电机领域，特别涉及一种无刷直流电机控制装置。
技术介绍
无刷直流电机是同步电机的一种，电机转子的转速(N)受电机定子旋转磁场的速 度(f)及转子极数(P)影响N= 120f/P。在转子极数固定情况下，改变定子旋转磁场的频 率就可以改变转子的转速。无刷直流电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)，控制 定子旋转磁场的频率，并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正，以期达到接近直流 电机特性的方式。也就是说无刷直流电机在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机 转子维持一定的转速，实现速度连续可调，因此无刷直流电机常应用于要求精确调速的场 合。无刷直流电机的精确调速主要通过调节输入电压来实现。为使无刷直流电机精确工作， 需要有控制装置来提供精确可调的电压和满足要求的电流，可以说控制装置是整个无刷直 流电机能精确工作的核心。目前的小型无刷直流电机控制装置多由模拟分立器件构成，存在带动负载的情况 下无法提供精确电压调节，可控的线性范围过小等突出问题，由此导致整个系统的控制精 度大大降低，不利于电机性能的发挥。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本技术要解决的技术问题是提供一种无刷直流电机控制装置，以解决现有小 型无刷直流电机控制装置在带动负载的情况下无法提供精确电压调节，可控的线性范围过 小等问题。( 二 )技术方案为此，本技术提供的一种无刷直流电机控制装置，包括模拟量隔离模块，用于将接收到的模拟量信号进行隔离处理，并发送；数据处理模块，与所述模拟量隔离模块相连接，用于接收上述隔离处理后的模拟 量信号，将所述隔离处理后的模拟量信号进行模数转换，根据转换得到的数字量信号生成 PWM波并发送；H桥驱动模块，与所述数据处理模块相连接，用于接收所述PWM波并根据所述PWM 波占空比的不同生成不同的控制电压；电源模块，与所述模拟量隔离模块、数据处理模块以及H桥驱动模块相连接，用于 给所述模拟量隔离模块、数据处理模块以及H桥驱动模块提供电压。还包括过流保护模块，设置在所述数据处理模块和H桥驱动模块之间，用于生成 过流保护信号并发送至所述数据处理模块，所述数据处理模块根据所述过流保护信号控制 无刷直流电机控制装置对过流进行保护。所述过流保护模块还可以与所述H桥驱动模块设置为一体。3上述技术方案还可以包括复位模块，与所述数据处理模块相连接，用于提供人工复位操作功能。所述H桥驱动模块根据“控制电压=PWM波占空比*供电电压”来生成不同的控 制电压。(三)有益效果上述技术方案具有如下有益效果本技术无刷直流电机控制装置，通过对模 拟量信号进行精确隔离，将连续可调的输入模拟量信号转变成电机需要的精确连续可调的 输出电压，同时提供满足要求的工作电流，有利于电机性能的发挥。附图说明图1是本技术无刷直流电机控制装置实施例一的结构示意图；图2是本技术无刷直流电机控制装置实施例二的结构示意图；图3是本技术无刷直流电机控制方法流程图。其中，1 模拟量隔离模块；2 数据处理模块；3 :H桥驱动模块；4 电源模块；5 复 位模块；6 过流保护模块。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下 实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。如图1所示，为本技术无刷直流电机控制装置实施例一的结构示意图；本实 用新型无刷直流电机控制装置包括模拟量隔离模块1、数据处理模块2、H桥驱动模块3以 及电源模块4。其中，模拟量隔离模块1与数据处理模块2相连接，用于接收模拟量信号并将该模 拟量信号进行隔离处理，并将隔离处理后的模拟量信号发送至数据处理模块2。数据处理 模块2用于接收隔离后的模拟量信号，对该隔离后的模拟量信号进行模数转换，得到数字 量信号，并根据该数字量信号生成脉宽调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)波，将该 PWM波发送至H桥驱动模块3。H桥驱动模块3与数据处理模块2相连接，用于接收PWM波 并根据PWM波占空比的不同生成不同的控制电压。电源模块4与模拟量模块1、数据处理模 块2以及H桥驱动模块3相连接，可产生24V、12V、5V、3. 3V等直流稳定电压提供给模拟量 隔离模块1、数据处理模块2以及H桥驱动模块3。本技术无刷直流电机控制装置的工作原理为模拟量隔离模块1接收外界输 入的模拟量信号，包括1-5V，0-10V，4-20mA, 0_20mA等多种工业常用模拟量信号，可以根据 实际需要生成，比如该信号可以是可编程控制器(PLC)的模拟量输出值(AO)，可以是连续 可调的电位器生成的模拟量，也可以是用户自己开发的硬件装置的模拟量输出值等等。然 后将接收都的模拟量信号与数据处理模块2进行隔离处理，滤除模拟量信号中的杂波等干 扰成分，以防止干扰信号影响整个电路的稳定性；然后将经过隔离处理的模拟量信号发送 给数据处理模块2，数据处理模块2对隔离后的模拟量信号进行模数转换，生成数字量信 号，然后根据该数字量信号生成PWM波，将PWM波发送给H桥驱动模块3，H桥驱动模块3根 据PWM波占空比的不同生成精确的控制电压来控制无刷直流电机的运行，以获得恒定的电机转速；具体地，以提供24V的供电电压为例，若在一个周期里PWM波占空比为1/2，则本实 用新型无刷直流电机控制装置输出的控制电压就是12V，可以用“控制电压=PWM占空比* 供电电压”来表示。在本实施例中，数据处理模块可以采用C8051F020单片机。模拟量隔离模块采用 高精度，能达到0. 01 %的精度的HCNR200模拟量光电耦合隔离器，确保隔离过程尽量降低 精度损耗。本实施例以1-5V的模拟量控制信号为例，隔离前后的数据比较如表1所示；其 中隔离放大倍数为0. 48；表 1 本实施例中H桥电机驱动模块可以为16位分辨率的PWM控制的H桥电机驱动电 路，控制器驱动电机的直流电压最小压差能达到Vm/65536，其中￥111表示驱动器的直流供电 电压。以1-5V的模拟量控制信号为例，本技术与现有技术在带动负载的情况下输出电 压的对比如表2所示表2 由表1、表2可以看出，本技术无刷直流电机控制装置能够对接收到的模拟量 信号进行高精度隔离，并能够产生精确的控制电压控制电机的运行，有利于电机性能的发 挥。如图2所示，为本技术无刷直流电机控制装置实施例二的结构示意图；本实 施例还可以包括复位模块5和过流保护模块6。其中复位模块5与数据处理模块2相连 接，用于提供人工复位操作功能。过流保护模块6与数据处理模块2和H桥驱动模块3相 连接，用于生成过流保护信号并发送至数据处理模块2，由数据处理模块2根据接收到的过 流保护信号控制整个无刷直流电机控制装置对过流进行保护。本实施例的过流保护模块6还可以设置在H桥驱动模块3中。如图3所示，为本技术无刷直流电机控制方法的流程图，即本技术无刷 直流电机控制装置的工作原理流程，包括步骤10、接收模拟量信号，并对该模拟量信号进行隔离处理；步骤20、将隔离后的模拟量信号进行模拟数字转换，并根据转换得到的数字量信 号生成PWM波；步骤30、根据PWM波占空比的不同生成不同的控制电压来控制无刷直流电机的运 行。由以上实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷直流电机控制装置，其特征在于，包括：　　模拟量隔离模块，用于将接收到的模拟量信号进行隔离处理，并发送；　　数据处理模块，与所述模拟量隔离模块相连接，用于接收上述隔离处理后的模拟量信号，将所述隔离处理后的模拟量信号进行模数转换，根据转换得到的数字量信号生成脉宽调制（ＰＷＭ）波并发送；　　Ｈ桥驱动模块，与所述数据处理模块相连接，用于接收所述ＰＷＭ波并根据所述ＰＷＭ波占空比的不同生成不同的控制电压；　　电源模块，与所述模拟量隔离模块、数据处理模块以及Ｈ桥驱动模块相连接，用于给所述模拟量隔离模块、数据处理模块以及Ｈ桥驱动模块提供电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大千，孙德辉，李志军，史运涛，董哲，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11