一種設(shè)在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)檢測電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種設(shè)在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)檢測電路，屬于電機(jī)電流檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電機(jī)的電流檢測電路常見的是采用霍爾電流采樣電路實(shí)現(xiàn)的，首先將電流信號經(jīng)過電磁轉(zhuǎn)換，變成直流電壓信號輸出；再送到AD轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行采樣。還有一種方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)的電流檢測，是通過電流互感器，將前端的電流變化通過電磁感應(yīng)傳遞到后級，再進(jìn)行米樣電路，
[0003]上述的兩種電路易受外界電磁場干擾，尤其是在強(qiáng)磁場干擾環(huán)境下，其輸出的采樣電壓上往往疊加了干擾信號，不能準(zhǔn)確反應(yīng)被測端電流值，造成電機(jī)的電流檢測精確度低。
[0004]在軌道交通行業(yè)中，需要監(jiān)測車廂門控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，尤其是控制車廂門開關(guān)的門電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，門電機(jī)為直流永磁直流電機(jī)，其中，門電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速和電機(jī)內(nèi)的溫度，都是反映門電機(jī)運(yùn)行是否正常的重要參數(shù)。目前，通常所采用的方法是將參數(shù)采集電路外置于門電機(jī)，且通過RS485或其它有線通訊端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，此種方式時(shí)無法采集到門電機(jī)內(nèi)的溫度，不能真實(shí)反映門電機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有的外置于電機(jī)的參數(shù)采集電路，無法采集到門電機(jī)內(nèi)的溫度，且在強(qiáng)磁場干擾環(huán)境下，其輸出的采樣電壓上往往疊加了干擾信號，不能準(zhǔn)確反應(yīng)被測端電流值，造成電機(jī)的電流檢測精確度低，不能真實(shí)反映門電機(jī)當(dāng)前的工作狀態(tài)的的問題。本實(shí)用新型的設(shè)在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)檢測電路，將電機(jī)參數(shù)采集電路內(nèi)置在電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行采集，實(shí)時(shí)采集電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、溫度的電機(jī)工作參數(shù)，并通過無線通信模塊將采集到的電機(jī)工作參數(shù)傳送到遠(yuǎn)程終端，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，不受電機(jī)內(nèi)變化強(qiáng)磁場的干擾，具有良好的應(yīng)用前景。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種設(shè)在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)檢測電路，其特征在于:包括角度及轉(zhuǎn)速檢測單元、電機(jī)電流檢測單元、電機(jī)內(nèi)溫度檢測單元、無線通信單元和單片機(jī)，所述角度及轉(zhuǎn)速檢測單元、電機(jī)電流檢測單元、電機(jī)內(nèi)溫度檢測單元的輸出端分別與單片機(jī)相連接，所述單片機(jī)還通過無線通信單元與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行通信，所述角度及轉(zhuǎn)速檢測單元、電機(jī)電流檢測單元、電機(jī)內(nèi)溫度檢測單元、無線通信單元和單片機(jī)集成在一塊電路板上，所述電路板嵌入在直流永磁無刷電機(jī)的內(nèi)部，
[0008]所述角度及轉(zhuǎn)速檢測單元，包括三個(gè)霍爾位置傳感器，三個(gè)霍爾位置傳感器等轉(zhuǎn)角距離圍繞安裝在電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸上，三個(gè)霍爾位置傳感器的脈沖信號信號輸出端分別與單片機(jī)的脈沖采集接口相連接；
[0009]所述電機(jī)電流檢測單元，包括精密采樣電阻、隔離放大器電路，所述精密采樣電阻串接電機(jī)的電流通路中，所述隔離放大器電路的輸入端并聯(lián)在精密采樣電阻的兩端，所述隔離放大器電路的輸出端與單片機(jī)內(nèi)的AD轉(zhuǎn)換接口相連接；
[0010]所述電機(jī)內(nèi)溫度檢測單元，包括數(shù)字溫度傳感器，所述數(shù)字溫度傳感器的溫度感應(yīng)端貼在電機(jī)的線圈繞組上，所述數(shù)字溫度傳感器的輸出端通過單總線與單片機(jī)的1端口相連接；
[0011]所述無線通信單元的輸入端通過串口通訊單元與單片機(jī)相連接，所述無線通信單元的輸出端與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行無線通信。
[0012]前述的設(shè)在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)檢測電路，其特征在于:所述精密采樣電阻為毫歐級精密采樣電阻，所述隔離放大器電路的增益誤差在±1%之間，所述隔離放大器電路具有200KHZ帶寬和1.6 μ s的快速響應(yīng)時(shí)間。
[0013]前述的設(shè)在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)檢測電路，其特征在于:所述隔離放大器電路的取樣側(cè)連接有隔離電源，所述隔離電源的輸出電壓為5V。
[0014]前述的設(shè)在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)檢測電路，其特征在于:所述數(shù)字溫度傳感器為DS18B20數(shù)字溫度傳感器。
[0015]前述的設(shè)在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)檢測電路，其特征在于:所述無線通信單元為470MHz短距離通訊模塊或者無線wifi通信模塊。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的設(shè)在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)檢測電路，將電機(jī)參數(shù)采集電路內(nèi)置在電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行采集，實(shí)時(shí)采集電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、溫度的電機(jī)工作參數(shù)，并通過無線通信模塊將采集到的電機(jī)工作參數(shù)傳送到遠(yuǎn)程終端，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，不受電機(jī)內(nèi)變化強(qiáng)磁場的干擾，具有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型設(shè)在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)檢測電路的系統(tǒng)框圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型的單片機(jī)最小系統(tǒng)電路的系統(tǒng)框圖。
[0019]圖3是本實(shí)用新型的隔離放大器電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖4是本實(shí)用新型的電機(jī)電流檢測單元的電路圖。
[0021]圖5是本實(shí)用新型的數(shù)字溫度傳感器的電路圖。。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合說明書附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型的設(shè)在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)檢測電路，包括角度及轉(zhuǎn)速檢測單元、電機(jī)電流檢測單元、電機(jī)內(nèi)溫度檢測單元、無線通信單元和單片機(jī)，所述角度及轉(zhuǎn)速檢測單元、電機(jī)電流檢測單元、電機(jī)內(nèi)溫度檢測單元的輸出端分別與單片機(jī)相連接，所述單片機(jī)還通過無線通信單元與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行通信，所述角度及轉(zhuǎn)速檢測單元、電機(jī)電流檢測單元、電機(jī)內(nèi)溫度檢測單元、無線通信單元和單片機(jī)集成在一塊電路板上，所述電路板嵌入在直流永磁無刷電機(jī)的內(nèi)部，
[0024]所述角度及轉(zhuǎn)速檢測單元，包括三個(gè)霍爾位置傳感器，三個(gè)霍爾位置傳感器等轉(zhuǎn)角距離圍繞安裝在電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸上，三個(gè)霍爾位置傳感器的脈沖信號信號輸出端分別與單片機(jī)的脈沖采集接口相連接；
[0025]所述電機(jī)電流檢測單元，包括精密采樣電阻、隔離放大器電路，所述精密采樣電阻串接電機(jī)的電流通路中，所述隔離放大器電路的輸入端并聯(lián)在精密采樣電阻的兩端，所述隔離放大器電路的輸出端與單片機(jī)內(nèi)的AD轉(zhuǎn)換接口相連接。
[0026]所述電機(jī)內(nèi)溫度檢測單元，包括數(shù)字溫度傳感器，所述數(shù)字溫度傳感器的溫度感應(yīng)端貼在電機(jī)的線圈繞組上，所述數(shù)字溫度傳感器的輸出端通過單總線與單片機(jī)的1端口斷開相連接；
[0027]所述無線通信單元的輸入端通過串口通訊單元與單片機(jī)相連接，所述無線通信單元的輸出端與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行無線通信。
[0028]如圖2所示，單片機(jī)選用TI的M4 MCU的最小系統(tǒng)電路，MCU包含AD轉(zhuǎn)換接口、脈沖采集接口、串口通訊接口、存儲芯片和單總線接口，其中AD轉(zhuǎn)換接口和電機(jī)電流檢測單元的輸出端相連接；脈沖采集接口和角度及轉(zhuǎn)速檢測單元內(nèi)霍爾位置傳感器輸出端相連接；串口通訊接口和無線傳輸通訊模塊接口 ；單總線接口和電機(jī)內(nèi)溫度檢測單元的數(shù)字溫度傳感器的輸出端相連接；存儲芯片用于存儲備份采集到電機(jī)的工作參數(shù)和MCU的配置參數(shù)。
[0029]所述精密采樣電阻為毫歐級精密采樣電阻，所述隔離放大器電路的增益誤差在± I %之間，隔離放大器電路的取樣側(cè)連接有隔離電源，隔離電源的輸出電壓為5V，隔離電源可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異線性度和60分貝的信噪比動態(tài)性能，隔離放大器提供了很好的隔離模式噪聲抑制能力、降壓失調(diào)、體現(xiàn)了很好的精確度和穩(wěn)定度，內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，而且，該隔離放大器電路具有200KHz帶寬和1.6 μ s的快速響應(yīng)時(shí)間，該電路可以捕獲短路