多功能电机驱动器制造技术

本实用新型专利技术公开一种多功能电机驱动器，控制模块发送控制信号至一控制芯片MCU，MCU同时接收来自各传感器模块的反馈信号，对信号进行综合处理后将控制信号传送到驱动模块，控制驱动桥臂的开断来驱动对应的目标电机。本实用新型专利技术的优点是体积小，可靠性高，适用范围广，操作方便，成本低廉。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电机驱·动装置，特别涉及一种具有多种控制信号输入方式的，并支持多种电机驱动的多功能电机驱动器。
技术介绍
电机在日常的生产技术中应用广泛，相应的电机驱动器的种类也非常繁多，但是现有的电机驱动器基本都是针对一种的电机的驱动。针对不同的电机，必须准备多个对应的电机驱动器，使用不便而且成本大幅上升。一般电机驱动器的指令输入方式比较单一，而且基本都是须要在控制器面板上进行操作，指令内容也比较单一，不能充分满足不同使用者、使用工况的要求。此外，许多电机驱动器的保护电路的设置和软件上故障的处理方式不够完善，而且没有良好的人机交互界面。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是要提供一种集成有刷直流电机，无刷直流电机和三相交流异步电机驱动方式的多功能电机驱动器。为了解决以上的技术问题，本技术提供了一种多功能电机驱动器，控制模块发送控制信号至一控制芯片MCU，MCU同时接收来自各传感器模块的反馈信号，对信号进行综合处理后将控制信号传送到驱动模块，控制驱动桥臂的开断来驱动对应的目标电机。所述的驱动模块是指有刷直流电机、无刷直流电机和三相交流异步电机三种常用的电机驱动模块。所述的控制模块通过有线控制键盘、无线控制键盘和驱动器面板按钮三种方式传送信号至控制芯片。所述MCU设有保护电路，通过光耦进行隔离，防止高电压大电流进入主控电路；设置或非门逻辑保护电路防止共态导通，并使用了驱动芯片的监控功能对过流和欠压状况进行实时监控，MCU实时检测各个故障信号，发现故障关闭所有桥臂，对于不同的故障设置对应的故障代码，并设置故障代码的安全阈值，监测是否超过安全阈值，通过LED灯进行对应的故障显示。所述MCU还与显示模块连接，对电源状态、欠压过流和逻辑保护信号以及无线收发状况通过LED灯进行显示,还支持IXD显示。本技术对于不同的使用场合可在三种模式之间方便地切换。三个驱动模块共用一个三相逆变电路，根据不同模式的选择，以不同的方式控制相应驱动桥臂的开断来驱动目标电机。本技术支持多种控制信号的输入方式，分别为通过电机驱动器面板按钮直接完成相关操作，或者将控制键盘连接到电机驱动器的外围的接口上通过有线控制键盘进行相关操作。为进行远程无线操作，本技术设置了 2. 4GHz无线通信模块，无线通信模块通过SPI由8位控制芯片进行控制，完成电机驱动器和控制键盘之间的信息交互。本技术支持的控制指令有启动关闭、驱动模式选择、换向、加速和减速。其中，启动关闭、驱动模式选择、换向信号可由两种信号类型来实现，分别为由对应的外围电路输入OV或+5V的电压，或者通过无线模块的SPI方式向微控制器输入0或I的数字信号进行控制。对于加速和减速的控制可由三种信号类型来实现，分别为从外围电路输入0 +5V的电压，或者0 100%占空比的PWM，第三种方式是通过SPI方式向MCU发送0 255的信号进行调速。本技术为保证电机驱动器运转安全稳定设置了较为完善的电路保护机制。驱动器的在MCU和驱动电路之间使用了两种保护方式，通过光耦进行隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，设置了或非门逻辑保护电路防止共态导通。使用驱动芯片的监控功能对过流和欠压状况进行实时监控。此外，MCU实时检测各个故障信号，发现故障能及时关闭所有桥臂。对于不同的故障设置了对应的代码，并设置了故障代码的安全阈值，监测是否超过安全阈值。外部则通过对应的LED灯进行对应的故障显示。本技术设有完善的显示措施，驱动器面板上支持电源状态、欠压过流信号以及无线收发状况通过LED灯进行显示。此外，还支持IXD显示，驱动器表面和远程控制键盘都留有IXD接口，通过SPI与控制芯片进行通讯，IXD模块能实时显示电源状态、模式选择、转向、速度条、欠压过流和逻辑保护信号以及无线收发状态信号，进一步提升人机交互性。本技术的优越功效在于体积小，可靠性高，适用范围广，操作方便，成本低廉MTv o附图说明图I为本技术的电路原理框图；图2为本技术的主控芯片电路原理图；图3为本技术在非无线控制时速度信号的输入方式电路原理图；图4为本技术无线键盘发送端控制芯片电路原理图；图5为本技术的驱动芯片原理图；图6为本技术驱动桥臂原理图；图7为本技术电流反馈信号放大电路原理图；图8为本技术的光耦保护电路原理图；图9为本技术的逻辑门共态导通保护电路原理图；图10为本技术的主要程序流程图。具体实施方式请参阅附图所示，对本技术作进一步的描述。如图I所示，本技术提供了一种多功能电机驱动器，控制模块发送控制信号至一控制芯片MCU，MCU同时接收来自各传感器模块的反馈信号，对信号进行综合处理后将控制信号传送到驱动模块，控制驱动桥臂的开断来驱动对应的目标电机。如图2所——控制芯片选用MC9S08AC16。同时MCU接受来自各传感器模块的反馈信号，对信号进行综合处理后将控制信号输送到驱动模块，驱动芯片选用IR2130 (如图5所示)，由驱动芯片控制驱动桥臂的通断，进而控制对应电机的作动。此外，为确保驱动器的工作安全性，并提升人机交互性，分别设置了保护电路模块和显示模块。图2是本技术的主控芯片电路原理图。当驱动器接通电源+12V电压后，MCU的VDD为+5V，MCU会实时扫描使能开关监控引脚KBI3的输入电压，OV表关闭，+5V表示开启，当检测到开启信号后，接着检测KBI0、KBI1和KBI2三个模式选择引脚，分别对应有刷直流、无刷直流和三相交流模块，当某个引脚的电压为+5V时，就能激活对应模块。当进入对应的驱动模块后，须要检测DIR 口和ADO 口，分别表示旋转方向和速度信号。MCU根据OV还是+5V将程序中的DIR值置0或者置I，ADO 口将0 +5V之间的输入电压值转换成驱动程序内的0 255的信号。在直流有刷电机模块中，对应的桥臂开启，DIR 口提供0或I表不旋转方向，由ADO 口提供的0 255的不同数据计算出相应的占空比信号用于调速。在直流无刷电机模块中，DIR 口提供0或I表示旋转方向，由ADO 口提供的0 255的不同数据计算出相应的占空比信号用于调速，并根据霍尔传感器的信号口 HALLl、HALL2和HALL3获取桥臂导通顺序。在三相交流异步电机的驱动模块中，DIR 口提供0或I表示旋转方向，由ADO 口提供的0 255的不同数据计算出SPWM波的载波频率，并驱动相应桥臂。所述的驱动模块是指有刷直流电机、无刷直流电机和三相交流异步电机三种常用·的电机驱动模块。本技术对于不同的使用场合可在三种模式之间方便地切换。三个驱动模块共用一个三相逆变电路，根据不同模式的选择，以不同的方式控制相应驱动桥臂的开断来驱动目标电机。所述的控制模块通过有线控制键盘、无线控制键盘和驱动器面板按钮三种方式传送信号至控制芯片。提供启动关闭、驱动模式选择、换向、加速和减速，共5种控制信号。在驱动器面板输入方式中，当按下启动开关将会使图2中MCU的KBI3 口检测到一个+5V的信号，模式选择程序激活，再旋转模式选择旋钮开关就会使图2中的3个模式选择引脚KBI0、KBI1和KBI2中的其中一个输入电压为+5V的信号，MCU检测到相应的信号后就能激活对应的驱动模式模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能电机驱动器，其特征在于：控制模块发送控制信号至一控制芯片MCU，MCU同时接收来自各传感器模块的反馈信号，对信号进行综合处理后将控制信号传送到驱动模块，控制驱动桥臂的开断来驱动对应的目标电机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴光强，孙鲁，温东生，张宽宽，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：实用新型
国别省市：