專利名稱：高精度直流無刷電機控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬電機控制和保護領(lǐng)域，尤其涉及一種既具有智能化，又具有過流、過壓、欠壓保護作用的控制電機驅(qū)動的高精度直流無刷電機控制器。
背景技術(shù)：
由于工礦企業(yè)生產(chǎn)過程的不穩(wěn)定難免出現(xiàn)電機過載、電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象，有時還會出現(xiàn)電機堵轉(zhuǎn)、短路，以致造成電機燒毀、設(shè)備停轉(zhuǎn)，影響生產(chǎn)、危及安全。目前工礦企業(yè)所用的電機的保護方式為熱繼電器保護方式，這種方式無法采集到電機的電流值，無法實現(xiàn)對電機的動態(tài)實時監(jiān)控，并且這類裝置技術(shù)落后、準(zhǔn)確性不高無法可靠地完成對電機的控制和保護。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型主要主要目的在于提供一種能準(zhǔn)確地控制和驅(qū)動電機、對電機進行動態(tài)實時監(jiān)控、有效保護電機的直流無刷電機控制器，解決了無法對電機進行動態(tài)實時監(jiān)控，控制不準(zhǔn)確、保護不可靠的技術(shù)問題。
本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的本實用新型包括與電機三相繞組相連的驅(qū)動電路，還包括與直流電機的位置傳感器相連的單片機以及為整個控制器提供工作電源的電源變換電路，單片機與所述的驅(qū)動電路相連，所述的電源變換電路與直流電源輸入接口相連，所述的單片機內(nèi)存貯有控制器的工作程序。直流電源輸入接口接外部的直流電源，單片機將接收到的電機的位置傳感器的信號經(jīng)內(nèi)部存貯的工作程序分析、處理輸出控制信號給驅(qū)動電路，再由驅(qū)動電路去驅(qū)動電機三相繞組的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對電機的動態(tài)實時監(jiān)控，由單片機來進行信號的分析和處理，精度大大提高，從而使電機工作的可靠性大大提高。
作為優(yōu)選，所述的驅(qū)動電路上還連接有電流采樣/檢測電路，所述的電流采樣/檢測電路再與所述的單片機相連。電流采樣/檢測電路采樣驅(qū)動電路上的電流值并與標(biāo)準(zhǔn)植比對檢測，然后輸出信號給單片機，如過流，單片機經(jīng)內(nèi)部程序處理輸出控制信號關(guān)閉驅(qū)動電路，電機停止運轉(zhuǎn)，反之，單片機輸出控制信號使驅(qū)動電路繼續(xù)工作，電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電機的過流保護。
作為優(yōu)選，所述的單片機上還連接有過壓/欠壓保護電路，所述的過壓/欠壓保護電路又與所述的直流電源輸入接口相連。過壓/欠壓保護電路對輸入的直流電源進行檢測，如直流電源超過標(biāo)準(zhǔn)值或低于標(biāo)準(zhǔn)值，則過壓/欠壓保護電路輸出信號給單片機，單片機經(jīng)內(nèi)部程序處理，輸出控制信號關(guān)閉驅(qū)動電路，電機停止運轉(zhuǎn)，反之，單片機輸出控制信號使驅(qū)動電路繼續(xù)工作，電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電機的過壓、過流保護。
作為優(yōu)選，所述的單片機采用PIC18F2331單片機，其4、5、6腳與電機的位置傳感器相連，其13～17腳接電機控制信號，其21～26腳接所述的驅(qū)動電路；所述的驅(qū)動電路分A、B、C三組，每組由一個芯片IR2101和兩個場效應(yīng)管組成，PIC18F2331單片機的21、22腳接芯片UA1的2、3腳，UA1的5腳經(jīng)電阻R24接場效應(yīng)管QAL1的柵極，UA1的7腳經(jīng)電阻R23接場效應(yīng)管QAH1的柵極，兩場效應(yīng)管的源極與UA1的6腳連在一起并與電機的A向繞組相連，B、C兩組的接法與A組類似。實現(xiàn)方便，性能穩(wěn)定，可靠性高。
作為優(yōu)選，所述的電流采樣/檢測電路由采樣電阻RF1和運放U3A組成，電阻RF1一頭接地，另一頭與場效應(yīng)管QAL1、QBL1、QCL1的漏極相連，然后經(jīng)電阻R29接U3A的3腳，U3A的1腳與所述的單片機相連。
作為優(yōu)選，所述的過壓/欠壓保護電路由兩個運放U2A、U2B組成，U2A、U2B的輸出腳連在一起并與所述的單片機相連，U2A的正向輸入腳經(jīng)電阻R14與直流電源輸入接口相連，組成欠壓保護電路；U2B的負向輸入腳經(jīng)電阻R15與直流電源輸入接口相連，組成欠壓保護電路。
本實用新型的有益效果是采用單片機對電機位置譯碼后去控制驅(qū)動電路，然后驅(qū)動電機的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了對電機的動態(tài)實時監(jiān)控并提高了驅(qū)動電機的準(zhǔn)確性和可靠性；同時，通過與驅(qū)動電路相連的電流采樣/檢測電路、與直流電源輸入接口相連的過壓/欠壓保護電路輸送相關(guān)信號給單片機，單片機處理后輸出控制信號關(guān)閉或打開驅(qū)動電路，使電機停轉(zhuǎn)或繼續(xù)運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電機的過流、過壓、欠壓保護，確保電機一直在正常狀態(tài)下工作，從而有效保護電機，提高生產(chǎn)安全性。


圖1是本實用新型與直流無刷電機相連的一種電路結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實用新型的一種電路原理圖。
圖中1.單片機，2.驅(qū)動電路，3.電源變換電路，4.直流電源輸入接口，5.電流采樣/檢測電路，6.過壓/欠壓保護電路，11.電機三相繞組，12.位置傳感器。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
實施例1本實施例的高精度直流無刷電機控制器，如圖1和圖2所示，包括單片機1、與單片機1相連的驅(qū)動電路2、電流采樣/檢測電路5、過壓/欠壓保護電路6以及為整個控制器提供工作電源的電源變換電路3，單片機1又與直流電機的位置傳感器12相連，驅(qū)動電路2又與電機三相繞組11相連，電源變換電路3、過壓/欠壓保護電路與直流電源輸入接口4相連，電流采樣/檢測電路5還與驅(qū)動電路2相連，單片機1內(nèi)存貯有控制器的二作程序，工作時直流電源輸入接口與外部直流電源相連。如圖2所示，本實施例中的單片機1采用PIC18F2331單片機，其4、5、6腳與電機的位置傳感器12相連，其13～17腳接電機控制信號，其21～26腳接驅(qū)動電路2；驅(qū)動電路2分A、B、C三組，每組由一個芯片IR2101和兩個場效應(yīng)管組成，PIC18F2331單片機的21、22腳接芯片UA1的2、3腳，UA1的5腳經(jīng)電阻R24接場效應(yīng)管QAL1的柵極，UA1的7腳經(jīng)電阻R23接場效應(yīng)管QAH1的柵極，兩場效應(yīng)管的源極與UA1的6腳連在一起并與電機的A向繞組相連，B、C兩組的接法與A組類似，在這不再多述。本實施例中的電流采樣/檢測電路5由采樣電阻RF1和運放U3A組成，電阻RF1一頭接地，另一頭與場效應(yīng)管QAL1、QBL1、QCL1的漏極相連，然后經(jīng)電阻R29接U3A的3腳，U3A的1腳與PIC18F2331單片機的2腳相連。過壓/欠壓保護電路6由兩個運放U2A、U2B組成，U2A、U2B的輸出腳連在一起并與上述單片機的11腳相連，U2A的正向輸入腳經(jīng)電阻R14與直流電源輸入接口4相連，組成欠壓保護電路；U2B的負向輸入腳經(jīng)電阻R15與直流電源輸入接口4相連，組成欠壓保護電路。
本實用新型實現(xiàn)對電機的動態(tài)實時監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控到的工作情況控制對電機的驅(qū)動，同時又具有過流、過壓、欠壓保護功能，使電機工作的準(zhǔn)確性、可靠性、安全性大大提高，確保電機一直在正常狀態(tài)下工作，從而有效保護電機，提高生產(chǎn)安全性。
權(quán)利要求1.一種高精度直流無刷電機控制器，包括與電機三相繞組(11)相連的驅(qū)動電路(2)，其特征在于還包括與直流電機的位置傳感器(12)相連的單片機(1)以及為整個控制器提供工作電源的電源變換電路(3)，所述的單片機(1)與所述的驅(qū)動電路(2)相連，所述的電源變換電路(3)與直流電源輸入接口(4)相連，所述的單片機(1)內(nèi)存貯有控制器的工作程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度直流無刷電機控制器，其特征在于所述的驅(qū)動電路(2)上還連接有電流采樣/檢測電路(5)，所述的電流采樣/檢測電路(5)再與所述的單片機(1)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度直流無刷電機控制器，其特征在于所述的單片機(1)上還連接有過壓/欠壓保護電路(6)，所述的過壓/欠壓保護電路(6)又與所述的直流電源輸入接口(4)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度直流無刷電機控制器，其特征在于所述的單片機(1)采用PIC18F2331單片機，其4、5、6腳與電機的位置傳感器(12)相連，其13～17腳接電機控制信號，其21～26腳接所述的驅(qū)動電路(2)；所述的驅(qū)動電路(2)分A、B、C三組，每組由一個芯片IR2101和兩個場效應(yīng)管組成，PIC18F2331單片機的21、22腳接芯片UA1的2、3腳，UA1的5腳經(jīng)電阻R24接場效應(yīng)管QAL1的柵極，UA1的7腳經(jīng)電阻R23接場效應(yīng)管QAH1的柵極，兩場效應(yīng)管的源極與UA1的6腳連在一起并與電機的A向繞組相連，B、C兩組的接法與A組類似。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度直流無刷電機控制器，其特征在于所述的電流采樣/檢測電路(5)由采樣電阻RF1和運放U3A組成，電阻RF1一頭接地，另一頭與場效應(yīng)管QAL1、QBL1、QCL1的漏極相連，然后經(jīng)電阻R29接U3A的3腳，U3A的1腳與所述的單片機(1)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度直流無刷電機控制器，其特征在于所述的過壓/欠壓保護電路(6)由兩個運放U2A、U2B組成，U2A、U2B的輸出腳連在一起并與所述的單片機(1)相連，U2A的正向輸入腳經(jīng)電阻R14與直流電源輸入接口(4)相連，組成欠壓保護電路；U2B的負向輸入腳經(jīng)電阻R15與直流電源輸入接口(4)相連，組成欠壓保護電路。
專利摘要本實用新型屬電機控制和保護領(lǐng)域，尤其涉及一種既具有智能化，又具有過流、過壓、欠壓保護作用的控制電機驅(qū)動的高精度直流無刷電機控制器。它包括與電機三相繞組相連的驅(qū)動電路，還包括與直流電機的位置傳感器相連的單片機以及為整個控制器提供工作電源的電源變換電路，單片機與所述的驅(qū)動電路相連，所述的電源變換電路與直流電源輸入接口相連，所述的單片機內(nèi)存貯有控制器的工作程序。它能準(zhǔn)確地控制和驅(qū)動電機、對電機進行動態(tài)實時監(jiān)控、有效保護電機，解決了無法對電機進行動態(tài)實時監(jiān)控，控制不準(zhǔn)確、保護不可靠的技術(shù)問題。
文檔編號H02P6/16GK2930090SQ20062010613
公開日2007年8月1日 申請日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日
發(fā)明者李曉軍, 曹生煒 申請人:許曉華