專利名稱：一種具有實時數(shù)據(jù)記錄功能的無感無刷電機控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及無感無刷電機控制器，更具體的說涉及一種具有實時數(shù)據(jù)記錄功能的無感無刷電機控制器。
背景技術：
近年來，由于直流無感無刷電機具有體積小，重量輕，效率高，免維護等特點，因而被越來越多地應用于航空，航海等競賽級電動模型中。隨著直流無感無刷電機在競賽級電動模型中的廣泛應用，對電機控制器的功能也提出了越來越高的要求?，F(xiàn)有的無感無刷電機控制器只作為電機的驅(qū)動控制單元，實施對電機啟動-運行-停止等控制，其功能較少。在競賽過程中，操作者往往想更多地了解電動模型的動力系統(tǒng)的實時運行狀況，譬如，當前動力系統(tǒng)的電流、電壓、溫度、電機轉(zhuǎn)速和油門開度等信息，而現(xiàn)有的無感無刷電機控制器不能實時記錄電動模型的動力系統(tǒng)信息，致使操作者想對自己的模型進行優(yōu)化時，找不到參數(shù)依據(jù)，不利于電動模型的動力系統(tǒng)運行效率的提升。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一 種具有實時數(shù)據(jù)記錄功能的無感無刷電機控制器，其能夠?qū)㈦妱幽Ｐ偷膭恿ο到y(tǒng)的電流、電壓、溫度、電機轉(zhuǎn)速和油門開度等信息記錄并存儲，為操作者優(yōu)化電動模型的動力系統(tǒng)提供依據(jù)。本實用新型所述具有實時數(shù)據(jù)記錄功能的無感無刷電機控制器，包括MCU控制單元、與所述MCU控制單元電連接的驅(qū)動IC單元和溫度、電壓保護單元，還包括電調(diào)運行時實時測量電路、數(shù)據(jù)記錄存儲器和位置傳感器，所述電調(diào)運行時實時測量電路、數(shù)據(jù)記錄存儲器和位置傳感器均與MCU控制單元電連接；所述電調(diào)運行時實時測量電路用于測量電機電流、電池電壓、控制器溫度，并將測量的各項參數(shù)傳送到MCU控制單元，通過MCU控制單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，將采集的各項數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)記錄存儲器中；所述MCU控制單元與控制信號采集單元電連接，用于采集電機輸出控制信號，并將采集到的參數(shù)存儲到數(shù)據(jù)記錄存儲器中；油門開度信號就是控制信號，而控制信號是脈沖信號，高電平的時間對應控制油門的大小，從而實現(xiàn)了油門開度參數(shù)的采集；所述MCU控制單元與反電勢波形采集單元連接，用于輸出電機運行的反電勢波形，并將采集到的參數(shù)存儲到數(shù)據(jù)記錄存儲器中；根據(jù)反電勢的周期，實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速信號的米集；所述位置傳感器用于測量飛行高度，通過MCU控制單元將飛行高度的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)記錄存儲器中。進一步，所述MCU控制單元包括中央處理器、多路切換開關、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和記錄數(shù)據(jù)輸出控制單元；[0011 ] 所述電調(diào)運行時實時測量電路包括電池電壓檢測電路、電機電流檢測電路和控制器溫度檢測電路；所述電池電壓檢測電路、電機電流檢測電路和控制器溫度檢測電路分別與MCU控制單元連接，經(jīng)過多路切換開關，由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將電機電流、電池電壓、控制器溫度的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；所述中央處理器用于處理電機電流、電池電壓、控制器溫度、油門開度及電機轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)，由記錄數(shù)據(jù)輸出控制單元將電機電流、電池電壓、控制器溫度、油門開度及電機轉(zhuǎn)速的參數(shù)存儲到數(shù)據(jù)記錄存儲器中。所述數(shù)據(jù)記錄存儲器為EEPROM存儲器。本實用新型所述具有實時數(shù)據(jù)記錄功能的無感無刷電機控制器，由于增加有上述各項測量電路及存儲器，實現(xiàn)了動力系統(tǒng)的電流、電壓、溫度、電機轉(zhuǎn)速和油門開度等信息記錄并存儲。航模在飛行后，操作者可以將數(shù)據(jù)記錄存儲器取下，并將其與電腦連接，通過相應的軟件分析數(shù)據(jù)記錄存儲器記錄的各項參數(shù)，從而了解整個動力系統(tǒng)的工作狀況，為模型的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)依據(jù)，以更好地提升功力系統(tǒng)的運行效率。

圖1為本實用新型的原理圖；圖2為本實用新型中各項參數(shù)采集及存儲的原理圖3為圖2中電池電壓檢測電路的電路圖；圖4為圖2中電機電流檢測電路的電路圖；圖5為圖2中控制器溫度檢測電路的電路圖；圖6為圖2中控制信號采集單元的電路圖圖7為圖2中反電勢波形采集單元的電路圖。圖8為本實用新型中MCU控制單元的軟件流程圖
具體實施方式
為了進一步解釋本實用新型的技術方案，下面通過結(jié)合附圖來對本實用新型進行詳細闡述。參見圖1和圖2所示，具有實時數(shù)據(jù)記錄功能的無感無刷電機控制器，包括MCU控制單元6、驅(qū)動IC單元1、電調(diào)運行時實時測量電路5、數(shù)據(jù)記錄存儲器4、位置傳感器3和溫度、電壓保護單元2，所述驅(qū)動IC單元1、電調(diào)運行時實時測量電路5、數(shù)據(jù)記錄存儲器4、位置傳感器3和溫度、電壓保護單元2均與MCU控制單元6電連接，所述電調(diào)運行時實時測量電路5用于測量電機電流、電池電壓、控制器溫度的實時參數(shù)，并將測量的各項參數(shù)傳送到MCU控制單元6，通過MCU控制單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，將采集的各項數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)記錄存儲器4中；所述MCU控制單元6與控制信號采集單元7電連接，用于采集電機輸出控制信號，并將采集到的參數(shù)存儲到數(shù)據(jù)記錄存儲器4中；所述MCU控制單元6還與反電勢波形采集單元8連接，用于輸出電機運行的反電勢波形，并將采集到的參數(shù)存儲到數(shù)據(jù)記錄存儲器4中；所述位置傳感器3用于測量飛行高度，通過MCU控制單元6將飛行高度的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)記錄存儲器4中。[0026]參見圖2所示，所述MCU控制單元6的型號為C8051F310，其包括中央處理器63、多路切換開關61、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器62和記錄數(shù)據(jù)輸出控制單元64 ；所述電調(diào)運行時實時測量電路5包括電池電壓檢測電路51、電機電流檢測電路52和控制器溫度檢測電路53 ；所述電池電壓檢測電路51、電機電流檢測電路52和控制器溫度檢測電路53分別與MCU控制單元6連接，經(jīng)過多路切換開關61，由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器62將電機電流、電池電壓、控制器溫度的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；所述中央處理器63用于處理電機電流、電池電壓、控制器溫度、油門開度及電機轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)；所述記錄數(shù)據(jù)輸出控制單元64通過P20端口、P24端口、P25端口與EEPROM存儲器4連接，將電機電流、電池電壓、控制器溫度、油門開度及電機轉(zhuǎn)速的參數(shù)存儲到EEPROM存儲器4中。參見圖2和圖3所示，所述電池電壓檢測電路51，包括電調(diào)的工作點電源VS、電阻R20和電阻R21，工作點電源VS通過R20、R21分壓后連接到MCU控制單元6的PlO端口。[0031 ] 參見圖2和圖4所示，所述電機電流檢測電路52，包括電阻R15和運算放大器U4A，所述電阻R15與在電調(diào)的地線電流匯總線上選擇的測量點⑶R_MI連接，經(jīng)過UA4運算放大器放大后連接到MCU控制單元6的P15端口。參見圖2和圖5所示，所述控制器溫度檢測電路的電路圖53包括溫度傳感器R99和電阻R7，所述R99是NTC材質(zhì)的溫度傳感器；其電阻值和環(huán)境溫度成反比，溫度傳感器R99和電阻R7與3.3V電壓連接，構(gòu)成一個分壓結(jié)構(gòu)，其分壓值反應了溫度的變化，該電路連接到MCU控制單元6的P22端口。參見圖2和圖6所示，所述控制信號采集單元7包括電阻、三極管、光耦，該電路連接到MCU控制單元6的P 02端口，完成脈沖信號的采集，高電平的時間對應控制油門的大小，從而實現(xiàn)了油門開度參數(shù)的采集。參見圖2和圖7所示，所述反電勢波形采集單元的電路圖8包括Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、RIO、Rll 和 R12，所述 Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、RIO、Rll 和 R12
構(gòu)成的電阻網(wǎng)絡分壓后進入LM339電壓比較器，LM339電壓比較器的輸出端分別與MCU控制單元6的P12端口、P13端口、P07端口連接，MCU控制單元6內(nèi)部根據(jù)比較器輸出的電平變化測量出電機的選擇速度和相位情況，完成相位的捕獲和轉(zhuǎn)速的大小數(shù)據(jù)的采集。參見圖8所示，所述MCU控制單元的軟件控制流程如下，接通電源后，初始化各項參數(shù)，采集啟動信號，當接收到允許啟動的信號后，啟動電機，電機啟動后對電機相位檢測，檢測完電機相位后依次對電機電源電壓、電調(diào)溫度、控制信號大小及電調(diào)工作電路進行測量，數(shù)據(jù)測量完成后分析測量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析完成后對電調(diào)工況是否正常進行判斷，如果正常則將測量的數(shù)據(jù)寫入EEPROM中，如果電調(diào)工況不正常則體制電機工作。
權(quán)利要求1.一種具有實時數(shù)據(jù)記錄功能的無感無刷電機控制器，包括MCU控制單元(6)、與所述MCU控制單元電連接的驅(qū)動IC單元(1)和溫度、電壓保護單元(2)，其特征在于: 還包括電調(diào)運行時實時測量電路(5)、數(shù)據(jù)記錄存儲器(4)和位置傳感器(3)，所述電調(diào)運行時實時測量電路(5)、數(shù)據(jù)記錄存儲器(4)和位置傳感器(3)均與MCU控制單元(6)電連接； 所述電調(diào)運行時實時測量電路(5)用于測量電機電流、電池電壓、控制器溫度，并將測量的各項參數(shù)傳送到MCU控制單元(6)，通過MCU控制單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，將采集的各項數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)記錄存儲器(4)中； 所述MCU控制單元(6 )與控制信號采集單元(7 )電連接，用于采集電機輸出控制信號，并將采集到的參數(shù)存儲到數(shù)據(jù)記錄存儲器(4)中； 所述MCU控制單元(6)與反電勢波形采集單元(8)連接，用于輸出電機運行的反電勢波形，并將采集到的參數(shù)存儲到數(shù)據(jù)記錄存儲器(4)中； 所述位置傳感器(3)用于測量飛行高度，通過MCU控制單元將飛行高度的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)記錄存儲器(4)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有實時數(shù)據(jù)記錄功能的無感無刷電機控制器，其特征在于:所述MCU控制單元(6)包括中央處理器(63)、多路切換開關(61)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(62)和記錄數(shù)據(jù)輸出控制單元(64); 所述電調(diào)運行時實時測量電路(5)包括電池電壓檢測電路(51)、電機電流檢測電路(52)和控制器溫度檢測電路(53)； 所述電池電壓檢測電路(51)、電機電流檢測電路(52 )和控制器溫度檢測電路(53 )分別與MCU控制單元(6 )連接，經(jīng)過多路切換開關(61)，由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(62 )將電機電流、電池電壓、控制器溫度的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 所述中央處理器(63 )用于處理電機電流、電池電壓、控制器溫度、油門開度及電機轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)，由記錄數(shù)據(jù)輸出控制單元(64)將電機電流、電池電壓、控制器溫度、油門開度及電機轉(zhuǎn)速的參數(shù)存儲到數(shù)據(jù)記錄存儲器(4)中。
專利摘要本實用新型公開了一種具有實時數(shù)據(jù)記錄功能的無感無刷電機控制器，包括MCU控制單元、驅(qū)動IC單元和溫度、電壓保護單元，電調(diào)運行時實時測量電路、數(shù)據(jù)記錄存儲器和位置傳感器，所述電調(diào)運行時實時測量電路用于測量電機電流、電池電壓、控制器溫度的實時參數(shù)，并將測量的各項參數(shù)傳送到MCU控制單元，通過MCU控制單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，將采集的各項數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)記錄存儲器中；所述位置傳感器用于測量飛行高度，通過MCU控制單元將飛行高度的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)記錄存儲器中。本實用新型能夠?qū)恿ο到y(tǒng)的電流、電壓、溫度、電機轉(zhuǎn)速和油門開度等信息記錄并存儲，以更好地提升功力系統(tǒng)的運行效率。
文檔編號H02P7/06GK203119823SQ201320113648
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月13日
發(fā)明者馮偉, 彭正建 申請人:重慶海飛科技有限公司