【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于直流无刷电机检测，特别涉及一种直流无刷电机驱动及检测装置。
技术介绍
1、随着直流无刷电机近些年迅速发展，为控制电机成品的合格率，电机各性能参数及噪音出厂检测，成为电机生产商控制不良品流出的重要手段。其中空调用直流无刷内驱电机，作为家电类直流无刷电机生产量最大的电机类型之一，通常有vcc、vm、vsp、fg、gnd五根线，其中vm为动力电源供电，vcc为驱动板供电，vsp为调速电压，fg为速度反馈信号，gnd为三路电源的地。
2、目前国内有一定数量设备生产商提供检测方案，但因设备集成电机工作所需的vcc、vm、vsp三路电源，导致体积较大，价格较高，携带不方便，只能在固定区域使用，使用不便捷。并且由于多路电源切换问题，导致电源输出时产生脉冲，导致电机的损坏。
3、部分电机生产商自行制作直流无刷电机简易驱动装置，但存在多种问题：
4、(1)由于被控电机有概率为不良品，在测试时电源短路，会导致自行制作的装置频繁损坏。
5、(2)由于装置电路设计问题，输出三路电源无法可编程控制，导致三路电源在输出过程中无法做到稳定的按照一定的顺序输出；驱动电机所需三路电源，通常使用成品电源模块作为输出电源，通过通讯及切换控制三路电源输出或停止，此方案切换会导致电源产生脉冲，也可能会导致被测电机的损坏。
6、(3)由于硬件方案设计问题，通常电源缓升时间及缓升顺序是固定的，不可自由设置，电机生产商自行制作的驱动装置，无法做到便捷的对各项参数进行设置。并且针对不同型号电机，可能出现转
7、(4)部分电机生产商自行制作直流无刷电机简易驱动装置，普遍体积较大，价格非常高，携带不方便，只能在固定区域使用，使用不便捷。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种直流无刷电机驱动及检测装置，以解决现有技术中的不足。
2、本专利技术提供了一种直流无刷电机驱动及检测装置，包括机壳，所述机壳外壁上设置有操作显示屏，所述壳体内部安装有电路板；所述电路板集成有功能电路模块，包括cpu模块、检测电路、保护电路、反馈信号电路、vm输出电路、vcc输出电路和vsp输出电路；所述检测电路包括反馈信号检测电路、vm检测电路、vcc检测电路及vsp检测电路；所述保护电路包括反馈信号保护电路、vm保护电路、vcc保护电路及vsp保护电路；
3、所述cpu模块分别与四路检测电路、vm输出电路、vcc输出电路和vsp输出电路相连接，并与操作显示屏电性连接；所述cpu模块用于根据用户设定控制三路电源输出时序，并控制电机的稳速运行，提供两种调速模式，包括恒vsp/pwm模式和恒转速模式，所述恒vsp/pwm模式下输出固定的vsp/pwm，驱动电机运转，所述恒转速模式下，自动调节vsp/pwm，以实现电机的恒转速控制；
4、所述反馈信号检测电路与反馈信号电路相连，所述反馈信号检测电路通过反馈信号保护电路与电机相连；所述反馈信号检测电路用于检测电机的速度反馈信号相关参数；所述vm检测电路与vm输出电路相连，所述vm输出电路通过vm保护电路连接至电机；所述vcc检测电路与vcc输出电路相连，所述vcc输出电路通过vcc保护电路连接至电机；所述vsp检测电路与vsp输出电路相连，所述vsp输出电路通过vsp保护电路连接至电机。
5、优选的，所述恒转速模式下，自动调节vsp/pwm，使用模糊自适应pid控制，通过模糊规则对pid控制器参数进行自适应调节，首先将反馈获取的转速作为输入量进行量化，通过线性量化，将转速与转速调整电压形成函数关系，再将输入值模糊化，行成三角隶属度函数，并且建立模糊规则表，最后通过解模糊处理得到模糊自适应的pid三个参数。
6、优选的，所述vcc输出电路与所述vsp输出电路构成相同，为镜像的两路电路，其中cpu模块的dac管脚为电路输出电压大小的控制管脚，该管脚经过电阻r1连接至运放的正输入端，并且同时经过电阻r2连接至gnd,运放电源分别连接±5v，输出端经过电阻r4连接至npn型三极管q2的基极，三极管q2发射极连接至gnd，集电极经过电阻r5连接至pnp型三极管q1的基极，三极管q1的发射极与集电极之间连接电阻r7，电源+24v经过电阻r6连接至三极管q1的发射极，三极管q1集电极经过保险丝u4进行输出，输出端经过r8与r9进行分压，通过r3连接至运放负输入端，由此行程反馈回路，行程闭环调整。
7、优选的，所述vm输出电路中，交流220v连接至整流桥u5的1脚和2脚，3脚连接至电阻r10，电阻r10另一端与电容u6、电阻r11上端相连，整流器u5的4脚与电容u6下端、电阻r11下端、二极管正极相连，并连接至gnd；固态继电器u8输出端3脚和4脚分别连接至电阻r10两端，1脚连接至cpu的vm_ry1控制脚，2脚经过电阻r16连接至+5v；固态继电器u9的4脚与电阻r11上端相连，3脚与二极管负极相连，1脚连接至cpu的vm_ry2控制脚，2脚经过电阻r17连接至+5v；二极管u11负极与电阻r12电容c1上端相连，并连接至vm_out作为vm输出端口；其中n沟道mos管漏极连接至电阻r12下端，源极连接至电容c1下端，栅极经过电阻r14连接至+5v，并且经过电阻r13连接至控制端res_cl。
8、优选的，所述反馈信号保护电路、vm保护电路、vcc保护电路及vsp保护电路均通过比较器实现。
9、优选的，所述反馈信号保护电路、vm保护电路、vcc保护电路及vsp保护电路的原理结构为：检测端口input经过电阻r18连接至比较器u15的第2脚，并同时经过电阻r19连接至gnd，将检测端口的电压分压至比较器能够检测的电压；比较器u15第1脚和第4脚连接至gnd，第8脚连接至+5v，+5v经过r20与r21分压为合适的电压连接至比较器u15第3脚，比较器输出脚第7脚经过r22连接至+5v，并同时连接至d触发器u16第3脚，d触发器u16第4、5、7脚连接至gnd，第14脚连接至+5v，第1脚连接至cpu的exti脚，第2脚连接至cpu的ry_ctrl脚，第6脚连接至cpu的pe13脚；与电机连接时，首先经过四路保护，在比较器比较电压端设置一个安全电压，在此电压下设备不会损坏，通过比较与相连电路上的电压，当输入电压大于比较电压时，产生中断信号，cpu会在极短的时间内做出保护动作，以此保护内部电路。
10、优选的，所述vm输出电路、vcc输出电路和vsp输出电路中均采用固态继电器作为作为切换的开关，以避免电源尖峰信号。
11、优选的，所述cpu模块中设置有可运行的滤波算法，电机运转中，由检测电路对电机数据进行采集，并将数据传输至cpu模块，cpu模块通过滤波算法对数据先进行滤波，防止异常数据对测试结果的干扰，数据滤波后，cpu模块进行计算并进行判定，超过标准判定为不合格，如不超过判定为合格，并将结果显示到操作显示屏。
1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种直流无刷电机驱动及检测装置，其特征在于：包括机壳，所述机壳外壁上设置有操作显示屏，所述壳体内部安装有电路板；所述电路板集成有功能电路模块，包括CPU模块、检测电路、保护电路、反馈信号电路、VM输出电路、VCC输出电路和VSP输出电路；所述检测电路包括反馈信号检测电路、VM检测电路、VCC检测电路及VSP检测电路；所述保护电路包括反馈信号保护电路、VM保护电路、VCC保护电路及VSP保护电路；
2.如权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动及检测装置，其特征在于：所述恒转速模式下，自动调节VSP/PWM，使用模糊自适应PID控制，通过模糊规则对PID控制器参数进行自适应调节，首先将反馈获取的转速作为输入量进行量化，通过线性量化，将转速与转速调整电压形成函数关系，再将输入值模糊化，行成三角隶属度函数，并且建立模糊规则表，最后通过解模糊处理得到模糊自适应的PID三个参数。
3.如权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动及检测装置，其特征在于：所述VCC输出电路与所述VSP输出电路构成相同，为镜像的两路电路，其中CPU模块的DAC管脚为电路输出电压大小的控制管脚，
4.如权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动及检测装置，其特征在于：所述VM输出电路中，交流220V连接至整流桥U5的1脚和2脚，3脚连接至电阻R10，电阻R10另一端与电容U6、电阻R11上端相连，整流器U5的4脚与电容U6下端、电阻R11下端、二极管正极相连，并连接至GND；固态继电器U8输出端3脚和4脚分别连接至电阻R10两端，1脚连接至CPU的VM_RY1控制脚，2脚经过电阻R16连接至+5V；固态继电器U9的4脚与电阻R11上端相连，3脚与二极管负极相连，1脚连接至CPU的VM_RY2控制脚，2脚经过电阻R17连接至+5V；二极管U11负极与电阻R12电容C1上端相连，并连接至VM_OUT作为VM输出端口；其中N沟道MOS管漏极连接至电阻R12下端，源极连接至电容C1下端，栅极经过电阻R14连接至+5V，并且经过电阻R13连接至控制端RES_CL。
5.如权利要求4所述的一种直流无刷电机驱动及检测装置，其特征在于：所述反馈信号保护电路、VM保护电路、VCC保护电路及VSP保护电路均通过比较器实现。
6.如权利要求5所述的一种直流无刷电机驱动及检测装置，其特征在于，所述反馈信号保护电路、VM保护电路、VCC保护电路及VSP保护电路的原理结构为：检测端口INPUT经过电阻R18连接至比较器U15的第2脚，并同时经过电阻R19连接至GND，将检测端口的电压分压至比较器能够检测的电压；比较器U15第1脚和第4脚连接至GND，第8脚连接至+5V，+5V经过R20与R21分压为合适的电压连接至比较器U15第3脚，比较器输出脚第7脚经过R22连接至+5V，并同时连接至D触发器U16第3脚，D触发器U16第4、5、7脚连接至GND，第14脚连接至+5V，第1脚连接至CPU的EXTI脚，第2脚连接至CPU的RY_CTRL脚，第6脚连接至CPU的PE13脚；与电机连接时，首先经过四路保护，在比较器比较电压端设置一个安全电压，在此电压下设备不会损坏，通过比较与相连电路上的电压，当输入电压大于比较电压时，产生中断信号，CPU会在极短的时间内做出保护动作，以此保护内部电路。
7.如权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动及检测装置，其特征在于：所述VM输出电路、VCC输出电路和VSP输出电路中均采用固态继电器作为作为切换的开关，以避免电源尖峰信号。
8.如权利要求1至7任意一项所述的一种直流无刷电机驱动及检测装置，其特征在于：所述CPU模块中设置有可运行的滤波算法，电机运转中，由检测电路对电机数据进行采集，并将数据传输至CPU模块，CPU模块通过滤波算法对数据先进行滤波，防止异常数据对测试结果的干扰，数据滤波后，CPU模块进行计算并进行判定，超过标准判定为不合格，如不超过判定为合格，并将结果显示到操作显示屏。
...【技术特征摘要】
1.一种直流无刷电机驱动及检测装置，其特征在于：包括机壳，所述机壳外壁上设置有操作显示屏，所述壳体内部安装有电路板；所述电路板集成有功能电路模块，包括cpu模块、检测电路、保护电路、反馈信号电路、vm输出电路、vcc输出电路和vsp输出电路；所述检测电路包括反馈信号检测电路、vm检测电路、vcc检测电路及vsp检测电路；所述保护电路包括反馈信号保护电路、vm保护电路、vcc保护电路及vsp保护电路；
2.如权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动及检测装置，其特征在于：所述恒转速模式下，自动调节vsp/pwm，使用模糊自适应pid控制，通过模糊规则对pid控制器参数进行自适应调节，首先将反馈获取的转速作为输入量进行量化，通过线性量化，将转速与转速调整电压形成函数关系，再将输入值模糊化，行成三角隶属度函数，并且建立模糊规则表，最后通过解模糊处理得到模糊自适应的pid三个参数。
3.如权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动及检测装置，其特征在于：所述vcc输出电路与所述vsp输出电路构成相同，为镜像的两路电路，其中cpu模块的dac管脚为电路输出电压大小的控制管脚，该管脚经过电阻r1连接至运放的正输入端，并且同时经过电阻r2连接至gnd,运放电源分别连接±5v，输出端经过电阻r4连接至npn型三极管q2的基极，三极管q2发射极连接至gnd，集电极经过电阻r5连接至pnp型三极管q1的基极，三极管q1的发射极与集电极之间连接电阻r7，电源+24v经过电阻r6连接至三极管q1的发射极，三极管q1集电极经过保险丝u4进行输出，输出端经过r8与r9进行分压，通过r3连接至运放负输入端，由此行程反馈回路，行程闭环调整。
4.如权利要求1所述的一种直流无刷电机驱动及检测装置，其特征在于：所述vm输出电路中，交流220v连接至整流桥u5的1脚和2脚，3脚连接至电阻r10，电阻r10另一端与电容u6、电阻r11上端相连，整流器u5的4脚与电容u6下端、电阻r11下端、二极管正极相连，并连接至gnd；固态继电器u8输出端3脚和4脚分别连接至电阻r10两端，1脚连接至cpu的vm_ry1控制脚，2脚经过电阻r16连接至+5v；固态继电器u9的4脚与电阻r11上端相连，3脚与二极管...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩庆江，张霄宁，
申请(专利权)人：青岛艾普智能仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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