無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及調(diào)速領域，特別是涉及無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)已全數(shù)字化，軟件程序代替硬件結構，這不僅能有效簡化硬件電路，而且可以提高控制系統(tǒng)的性能。隨著計算機技術和智能控制理論的跨時代飛速發(fā)展進步，MCU、DSP、FPGA, CPLD等微型處理器的指令速度與存儲空間發(fā)生了質(zhì)的變化，高效的促進了無刷直流電機控制技術的發(fā)展。當代智能控制理論的先進思想與方法在無刷直流電機控制系統(tǒng)中的應用逐步得到普及，諸如具有二次型性能指標的最優(yōu)化控制方法、反饋線性化控制方法、魯棒性控制方法、卡爾曼濾波器、神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法、坐標變換方法、數(shù)字PID控制方法和模糊自適應PID控制方法等，多數(shù)控制方案和算法最終大都是釆用PffM控制技術實現(xiàn)電機控制。PWM控制在現(xiàn)代交直流電機調(diào)速系統(tǒng)中的使用屢見不鮮，已經(jīng)成為眾所周知的無刷直流電機的控制器早期由于受到科學技術發(fā)展的制約。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)，解決現(xiàn)有無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)不適于用于教學實驗的問題。
[0004]本發(fā)明通過以下技術方案解決上述問題:
[0005]無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)，主要由中央處理器模塊、驅(qū)動模塊、位置檢測模塊、轉(zhuǎn)速檢測模塊、相電流檢測模塊、按鍵模塊和顯示模塊組成；
[0006]所述驅(qū)動模塊的導通順序受控于中央處理器模塊；所述位置檢測模塊包括至少一個霍爾位置傳感器，用于檢測外部無刷直流電機轉(zhuǎn)子的位置；所述轉(zhuǎn)速檢測模塊為光電式旋轉(zhuǎn)編碼器，用于給外部無刷直流電機測速；所述相電流檢測模塊為霍爾電流傳感器，用于將外部無刷直流電機產(chǎn)生的相電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；所述按鍵模塊用于設定外部無刷直流電機的轉(zhuǎn)速；所述顯示模塊用于顯示外部無刷直流電機設定的轉(zhuǎn)速以及實際的轉(zhuǎn)速。
[0007]上述方案中，進一步還包括電源模塊，所述電源模塊為中央處理器模塊、驅(qū)動模塊、位置檢測模塊、轉(zhuǎn)速檢測模塊、相電流檢測模塊和顯示模塊供電。
[0008]上述方案中，進一步還包括保護模塊，用于進行過流、過壓、欠壓保護。
[0009]上述方案中，所述中央處理器模塊為DSP。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明結構原理框圖。
【具體實施方式】
[0011]以下結合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不局限于這些實施例。
[0012]圖1給出了本發(fā)明的結構原理框圖。
[0013]無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)，主要由中央處理器模塊、驅(qū)動模塊、位置檢測模塊、轉(zhuǎn)速檢測模塊、相電流檢測模塊、按鍵模塊、顯示模塊、保護模塊、電源模塊組成；驅(qū)動模塊的導通順序受控于中央處理器模塊；位置檢測模塊包括至少一個霍爾位置傳感器，用于檢測外部無刷直流電機轉(zhuǎn)子的位置；轉(zhuǎn)速檢測模塊為光電式旋轉(zhuǎn)編碼器，用于給外部無刷直流電機測速；相電流檢測模塊為霍爾電流傳感器，用于將外部無刷直流電機產(chǎn)生的相電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；按鍵模塊用于設定外部無刷直流電機的轉(zhuǎn)速；顯示模塊用于顯示外部無刷直流電機設定的轉(zhuǎn)速以及實際的轉(zhuǎn)速；保護模塊用于進行過流、過壓、欠壓保護電源模塊為中央處理器模塊、驅(qū)動模塊、位置檢測模塊、轉(zhuǎn)速檢測模塊、相電流檢測模塊和顯示模塊供電。中央處理器模塊為DSP，用于進行數(shù)據(jù)處理和控制。
[0014]采用霍爾電流傳感器將無刷直流電機中相電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，通過雙運算放大器芯片的電壓跟隨送到DSP芯片上的兩路ADC轉(zhuǎn)換通道，最后經(jīng)過轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量。通過DSP對相電流進行采樣、運算，可以求得給定電流與反饋電流的誤差，經(jīng)過電流調(diào)節(jié)器運算對PffM波進行占空比調(diào)節(jié)。
[0015]采用光電式旋轉(zhuǎn)編碼器對無刷直流電機測速，進入DSP的增量式光電編碼器接口單元對速度進行采樣、運算，可以求得電機給定速度與電機實際反饋速度的誤差，經(jīng)過速度調(diào)節(jié)器運算對電流環(huán)給定進行調(diào)節(jié)。
[0016]位置檢測模塊中，無刷直流電機輸出的霍爾信號通過低速光耦隔離，同樣再經(jīng)過四通道差分接收芯片送入DSP進行運算處理?；魻栃盘柵c編碼器信號均要經(jīng)過光耦隔離和差分接收芯片驅(qū)動，主要作用是減少輸入信號對DSP的干擾，提高系統(tǒng)運行的可靠性。
[0017]保護模塊中的過流保護電路，通過霍爾電流傳感器檢測強電逆變電路中的母線電流，如果發(fā)生過流現(xiàn)象，則控制驅(qū)動模塊停止工作，并且通過軟件來中斷程序，鎖死PWM波生成。
[0018]保護模塊中的過壓保護電路，用于在電網(wǎng)供電突然升高的時候，母線電壓增大，控制驅(qū)動模塊停止工作，并且通過軟件中斷程序，鎖死PWM波生成。
[0019]保護模塊中的欠壓保護電路，在電網(wǎng)供電電壓突然減小時，欠壓保護電路檢測出欠壓狀態(tài)，當電壓低于75V時候，驅(qū)動模塊停止工作
[0020]驅(qū)動模塊為集成功率器件IGBT，DSP產(chǎn)生的六路PffM波，經(jīng)過死區(qū)單元、輸出邏輯、光耦隔離后，控制晶閘管的導通順序，實現(xiàn)電機換相和轉(zhuǎn)速控制。
[0021]按鍵模塊包含數(shù)字“0-9”、“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“啟?！?、“設置”、“確認”和“返回”按鍵，
用于設置外部無刷直流電機的轉(zhuǎn)速。
[0022]顯示模塊用于顯示在鍵盤模塊設定的無刷直流電機速度以及無刷直流電機的實時速度。
【主權項】
1.無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于: 主要由中央處理器模塊、驅(qū)動模塊、位置檢測模塊、轉(zhuǎn)速檢測模塊、相電流檢測模塊、按鍵豐旲塊和顯不t旲塊組成； 所述驅(qū)動模塊的導通順序受控于中央處理器模塊； 所述位置檢測模塊包括至少一個霍爾位置傳感器，用于檢測外部無刷直流電機轉(zhuǎn)子的位置； 所述轉(zhuǎn)速檢測模塊為光電式旋轉(zhuǎn)編碼器，用于給外部無刷直流電機測速； 所述相電流檢測模塊為霍爾電流傳感器，用于將外部無刷直流電機產(chǎn)生的相電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號； 所述按鍵模塊用于設定外部無刷直流電機的轉(zhuǎn)速； 所述顯示模塊用于顯示外部無刷直流電機設定的轉(zhuǎn)速以及實際的轉(zhuǎn)速。2.根據(jù)權利要求1所述的無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于:進一步還包括電源模塊，所述電源模塊為中央處理器模塊、驅(qū)動模塊、位置檢測模塊、轉(zhuǎn)速檢測模塊、相電流檢測模塊和顯示模塊供電。3.根據(jù)權利要求1所述的無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于:進一步還包括保護模塊，用于進行過流、過壓、欠壓保護。4.根據(jù)權利要求1所述的無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于:所述中央處理器模塊為 DSP0
【專利摘要】本發(fā)明提供無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)，由中央處理器模塊、驅(qū)動模塊、位置檢測模塊、轉(zhuǎn)速檢測模塊、相電流檢測模塊、按鍵模塊、顯示模塊、保護模塊和電源模塊組成；驅(qū)動模塊的導通順序受控于中央處理器模塊；位置檢測模塊包括至少一個霍爾位置傳感器，用于檢測外部無刷直流電機轉(zhuǎn)子的位置；轉(zhuǎn)速檢測模塊為光電式旋轉(zhuǎn)編碼器，用于給外部無刷直流電機測速；相電流檢測模塊為霍爾電流傳感器，用于將外部無刷直流電機產(chǎn)生的相電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；按鍵模塊用于設定外部無刷直流電機的轉(zhuǎn)速；顯示模塊用于顯示外部無刷直流電機設定的轉(zhuǎn)速以及實際的轉(zhuǎn)速；電源模塊為其余各模塊供電；保護模塊，用于進行過流、過壓、欠壓保護。
【IPC分類】H02P6/08
【公開號】CN105007005
【申請?zhí)枴緾N201510464997
【發(fā)明人】付建文
【申請人】付建文
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月31日