專利名稱：一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及陀螺馬達的變頻電源控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可精密檢測功 率的陀螺馬達電源。
背景技術(shù)：
在航空航天等領(lǐng)域，隨著高精密陀螺的廣泛應(yīng)用，對陀螺馬達的控制精度要求越 來越高。而陀螺軸承在很大意義上影響了高精密陀螺馬達的使用壽命和精度，所以研究陀 螺軸承的工作狀態(tài)是很重要的。因此通過陀螺馬達高精密電源和高精度功率測量裝置，進 而測量其穩(wěn)態(tài)運行時的細微功率變化，據(jù)此研究軸承的實際工作狀態(tài)具有重要意義。傳統(tǒng)的電源采用模擬電路產(chǎn)生三相正弦波，然后通過功率放大器放大后輸出。這 種電源在用于陀螺馬達時，往往存在以下問題1)電源功耗很大，散熱困難；2)元件參數(shù)變化使輸出精度、穩(wěn)定性很難保證；3)電源的體積較大；4)無計算機采樣、記錄功能，不利于研究調(diào)試工作。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能夠?qū)﹄娫摧敵鲭妷?、頻率、電流精確控制，同時能 夠?qū)ν勇蓠R達的功率實時監(jiān)測的陀螺馬達電源，用以解決現(xiàn)有陀螺馬達電源輸出精度不 高、穩(wěn)定性低、無采樣記錄功能的問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案是一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，依 次包括用于濾波的電網(wǎng)連接模塊、整流電路、直流中間電路、輸出端用于連接陀螺馬達的 逆變電路，設(shè)有一個DSP控制器，DSP控制器與電網(wǎng)連接模塊之間設(shè)有同步檢測電路，與直 流中間電路之間設(shè)有功率檢測電路，與陀螺馬達之間設(shè)有轉(zhuǎn)速檢測電路，各檢測電路輸出 連接DSP控制器的AD采樣端口，DSP控制器與整流電路之間設(shè)有整流驅(qū)動電路，與逆變電 路之間設(shè)有逆變驅(qū)動電路。以DSP為核心，對整流和逆變電路協(xié)調(diào)控制，以達到陀螺馬達的高精度調(diào)試和高 精度功率檢測的目的。本實用新型的電源可以作為陀螺馬達的控制電源，也可以用于分析 陀螺馬達及其軸承的性能，因此可以廣泛應(yīng)用于高等院校、科研院所、陀螺馬達及軸承生產(chǎn) 企業(yè)和實驗室等。進一步的，所述DSP控制器還設(shè)有用于與上位機通訊的通訊接口電路。所述功率檢測電路中的電壓、電流傳感器為閉環(huán)霍爾傳感器。所述DSP控制器包括對應(yīng)整流電路的穩(wěn)幅電路與間接電流控制電路，所述間接電 流控制電路輸入連接一個用于比較整流電路直流側(cè)電壓與穩(wěn)幅控制電壓的比較器的輸出 端，所述電流控制電路輸出端以及所述同步檢測電路的輸出端均連接所述穩(wěn)幅電路，穩(wěn)幅 電路輸出連接所述整流驅(qū)動電路。[0014]所述DSP控制器采用TI的TMS320LFM07A芯片。本實用新型的優(yōu)點如下1)本實用新型采用基于DSP的SVPWM技術(shù)，比常規(guī)的SPWM效果更佳，諧波含量更 少，正弦度更好，電壓利用率更高，整機精度大大提高。2)本實用新型的電源具有精密檢測陀螺馬達功率的功能，因此它對分析陀螺軸 承工作性能有重要意義，對高速陀螺馬達的潤滑檢測具有顯著效果。3)本實用新型的電路部分體積小、模塊化強、維修方便。4)本實用新型用計算機采樣、記錄、顯示、控制，操作方便。

圖1是本實用新型的原理框圖；圖2是電壓穩(wěn)幅控制電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。如圖1所示的一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，依次包括用于濾波的電網(wǎng) 連接模塊，整流電路，直流中間電路(直流側(cè))，逆變電路，逆變電路輸出連接陀螺馬達，為陀 螺馬達提供電壓、頻率可控的交流電?？刂浦黧w為一個DSP，采用TI公司的性價比較優(yōu)的 TMS320LF2407A DSP芯片作為主控制芯片來產(chǎn)生SVPWM的控制信號，由此芯片來構(gòu)成DSP 的最小系統(tǒng)，外接EPR0M、RAM、PLL時鐘模塊、復(fù)位電路、電源等組成。電網(wǎng)連接模塊是指從 電網(wǎng)接入后的濾波電路。DSP控制器與電網(wǎng)連接模塊之間設(shè)有同步檢測電路，與直流中間 電路之間設(shè)有功率檢測電路，與陀螺馬達之間設(shè)有轉(zhuǎn)速檢測電路，各檢測電路輸出連接DSP 控制器的AD采樣端口，DSP控制器與整流電路、逆變電路之間均設(shè)有功率驅(qū)動電路。DSP還 設(shè)有與上位機通訊的通訊接口電路，通過該通訊接口，DSP將檢測的結(jié)果送入上位機顯示， 上位機也可以發(fā)送控制命令給DSP，從而實現(xiàn)陀螺馬達的調(diào)速，馬達轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)主要是通過 DSP調(diào)節(jié)逆變器的輸出頻率來實現(xiàn)的。功率檢測電路設(shè)在直流側(cè)，其中設(shè)有直流電壓、電流傳感器，能夠檢測直流側(cè)的電 流、電壓，傳感器采用閉環(huán)霍爾傳感器，將檢測到的電流、電壓信號經(jīng)電阻取樣后送到DSP 的A/D 口，并經(jīng)過P=UI計算得到陀螺馬達的功率值，功率值可以通過與上位機的通訊接口 電路送上位機進行顯示。同步檢測電路主要包含電網(wǎng)電壓的幅值檢測和相位檢測，其功能是為穩(wěn)幅電路提
供信號。本實用新型中，整流電路的控制采用SVPWM (SVPWM比SPWM更為優(yōu)越，其特 點等均為公知常識，不再贅述)，其中電壓穩(wěn)幅的關(guān)鍵是對電流的實時控制，本方案采用 一種間接電流控制方法。如圖2所示，穩(wěn)幅電路是DSP控制實現(xiàn)的直流側(cè)電壓穩(wěn)幅，
U:是DSP控制的給定信號，控制的是直流側(cè)電壓。功率檢測電路中的直流電壓檢測電路
OC
輸出的直流側(cè)電壓，以及DSP控制的給定信號U:通過一個比較器進行比較，差值/f送入間接電流控制電路，間接電流控制電路的輸出送入穩(wěn)幅電路，同步檢測電路的采樣值也 送入穩(wěn)幅電路，由穩(wěn)幅電路輸出到整流驅(qū)動電路。由于對電壓做閉環(huán)控制，因此可以實現(xiàn)高精度穩(wěn)幅，基本原理如下A相A相調(diào)制信號時域表達式
權(quán)利要求1.一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，依次包括用于濾波的電網(wǎng)連接模塊、整流 電路、直流中間電路、輸出端用于連接陀螺馬達的逆變電路，其特征在于，設(shè)有一個DSP控 制器，DSP控制器與電網(wǎng)連接模塊之間設(shè)有同步檢測電路，與直流中間電路之間設(shè)有功率檢 測電路，與陀螺馬達之間設(shè)有轉(zhuǎn)速檢測電路，各檢測電路輸出連接DSP控制器的AD采樣端 口，DSP控制器與整流電路之間設(shè)有整流驅(qū)動電路，與逆變電路之間設(shè)有逆變驅(qū)動電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，其特征在于，所述DSP 控制器還設(shè)有用于與上位機通訊的通訊接口電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，其特征在于，所述功 率檢測電路中的電壓、電流傳感器為閉環(huán)霍爾傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，其特征在于，所述DSP 控制器包括對應(yīng)整流電路的穩(wěn)幅電路與間接電流控制電路，所述間接電流控制電路輸入連 接一個用于比較整流電路直流側(cè)電壓與穩(wěn)幅控制電壓的比較器的輸出端，所述電流控制電 路輸出端以及所述同步檢測電路的輸出端均連接所述穩(wěn)幅電路，穩(wěn)幅電路輸出連接所述整 流驅(qū)動電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，其特征在 于，所述DSP控制器采用TI的TMS320LFM07A芯片。
專利摘要本實用新型涉及一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，依次包括用于濾波的電網(wǎng)連接模塊、整流電路、直流中間電路、輸出端用于連接陀螺馬達的逆變電路，設(shè)有一個DSP控制器，DSP控制器與電網(wǎng)連接模塊之間設(shè)有同步檢測電路，與直流中間電路之間設(shè)有功率檢測電路，與陀螺馬達之間設(shè)有轉(zhuǎn)速檢測電路，各檢測電路輸出連接DSP控制器的AD采樣端口，DSP控制器與整流電路、逆變電路之間均設(shè)有驅(qū)動電路。以DSP為核心，對整流和逆變電路協(xié)調(diào)控制，以達到陀螺馬達的高精度調(diào)試和高精度功率檢測的目的。
文檔編號H02P6/08GK201918944SQ201020692749
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者劉金秀, 曹志斌, 李利歌, 李國斌 申請人:洛陽軸研科技股份有限公司