一種應(yīng)用于四翼無(wú)人機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于飛行器技術(shù)領(lǐng)域,具體設(shè)及一種應(yīng)用于四翼無(wú)人機(jī)的無(wú)刷直流電 機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年四翼飛行器得到快速發(fā)展,進(jìn)行四翼飛行器的設(shè)計(jì)必須遵循W下原則:重量 輕、尺寸小、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、能耗和成本低。要實(shí)現(xiàn)W上要求,關(guān)鍵技術(shù)在于飛行器電機(jī)的選 擇與控制,其中無(wú)刷直流電機(jī)具有低噪聲、運(yùn)行平穩(wěn)、高可靠性、體積小、功耗低、控制簡(jiǎn)單 和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),已漸漸成為四翼飛行器電機(jī)的主流選擇。而在無(wú)刷直流電機(jī)BLDCM控 制方式中,反電動(dòng)勢(shì)法是目前無(wú)位置傳感控制方法中技術(shù)最成熟、最有效和應(yīng)用最為廣泛 的一種方法,但傳統(tǒng)的反電動(dòng)勢(shì)法需要電機(jī)中點(diǎn)重構(gòu)電路和深度濾波電路,電機(jī)本體中點(diǎn) 與重構(gòu)的電機(jī)中點(diǎn)的電位并不總是相等,并且由于深度濾波電路和開關(guān)噪聲等原因容易產(chǎn) 生反電動(dòng)勢(shì)誤過(guò)零信號(hào)和相位延遲。
[0003] 為了解決上述反電動(dòng)勢(shì)法存在的問(wèn)題,本專利對(duì)傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行改進(jìn),提出一 種新型無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,利用直接反電動(dòng)勢(shì)方法,去除了傳統(tǒng)的電機(jī)中點(diǎn)重構(gòu)電路, 取而代之的是電壓電流檢測(cè)電路,在硬件上使電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單,在性能上增強(qiáng) 了飛行器電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定可靠性。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于,提供一種應(yīng)用于四翼無(wú)人機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置, 該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,在性能上增強(qiáng)了飛行器電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定可靠性。
[0005] 為此,本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案:
[0006] 一種應(yīng)用于四翼無(wú)人機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于:包括=相全橋驅(qū) 動(dòng)電路、電壓傳感器、電流傳感器和DSP控制器;
[0007] 所述電壓傳感器的輸入端口連接無(wú)刷直流電機(jī)端口,電壓傳感器的輸出端口連接 所述DSP控制器的AD端口,用于檢測(cè)相電壓;
[000引所述電流傳感器的輸入端口連接無(wú)刷直流電機(jī)端口,電流傳感器的輸出端口連接 所述DSP控制器的AD端口,用于檢測(cè)線電流;
[0009] 所述=相全橋驅(qū)動(dòng)電路的輸出端口連接無(wú)刷直流電機(jī)端口,=相全橋驅(qū)動(dòng)電路的 控制端口連接所述DSP控制器的I/O端口,由DSP控制器控制換相;
[0010] 所述DSP控制器通過(guò)控制所述電壓傳感器和電流傳感器,獲取所述無(wú)刷直流電機(jī) 的線電壓和相電流,利用直接反電動(dòng)勢(shì)算法,實(shí)時(shí)在線捕捉無(wú)刷直流電機(jī)的線反電動(dòng)勢(shì)過(guò) 零點(diǎn),W控制所述立相全橋驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行換相。
[0011] 所述的電壓傳感器采用WBV412D01交流電壓傳感器。
[001引所述的電流傳感器采用ACS712。
[0013]所述的DSP控制器為Microchip公司的dspPIC30F6010。
[0014] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是;采用直接反電動(dòng)勢(shì)算法實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電機(jī)的換相,與傳統(tǒng) 反電動(dòng)勢(shì)法相比較,克服了電機(jī)本體中點(diǎn)與重構(gòu)的電機(jī)中點(diǎn)的電位并不總是相等的問(wèn)題, 去除了電機(jī)中點(diǎn)重構(gòu)電路,使得控制結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單,電機(jī)換相更加穩(wěn)定可靠,并且電壓電流 檢測(cè)電路可W對(duì)電機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),防止電流過(guò)大燒毀電機(jī)、電池電壓不足使飛行器 摔壞等故障發(fā)生,增強(qiáng)了飛行器運(yùn)行的安全可靠性。
[0015] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是一實(shí)施例提供的應(yīng)用于四翼無(wú)人機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 圖2為線反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)與換相點(diǎn)位置關(guān)系圖。
[0018] 附圖標(biāo)記說(shuō)明;1-DSP控制器,2-S相全橋驅(qū)動(dòng)電路,3-無(wú)刷直流電機(jī)BLDCM, 4-WBV412D01交流電壓傳感器,5-電流傳感器ACS712。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明
[0020] 為了便于理解本裝置原理,首先對(duì)直接反電動(dòng)勢(shì)控制算法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹:
[0021] 傳統(tǒng)反電動(dòng)勢(shì)法是在一個(gè)電周期內(nèi),檢測(cè)出S相反電動(dòng)勢(shì)的六個(gè)過(guò)零點(diǎn),如圖2, 21、22、23、24、25和26六個(gè)相反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn),再分別延遲30°電角得到六個(gè)關(guān)鍵的換相點(diǎn)。
[0022] 但傳統(tǒng)的反電動(dòng)勢(shì)法需要對(duì)電機(jī)中點(diǎn)進(jìn)行重構(gòu)并需要深度濾波電路,實(shí)際上電機(jī) 本體中點(diǎn)與重構(gòu)的電機(jī)中點(diǎn)的電位并不總是相等,并且由于深度濾波電路和開關(guān)噪聲等原 因容易產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)誤過(guò)零信號(hào)和相位延遲。
[002引直接反電動(dòng)勢(shì)法利用無(wú)刷直流電機(jī)BLDCM的線反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)與電機(jī)換相點(diǎn) 一致該一原理,如圖2,Si、S2、S3、S4、Sg和Se六個(gè)線反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn),也正是電機(jī)的六個(gè)關(guān) 鍵換相點(diǎn),只要準(zhǔn)確檢測(cè)出線反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn),即可獲取換相點(diǎn)。
[0024] 如圖1,直接反電動(dòng)勢(shì)法去除了電機(jī)中點(diǎn)重構(gòu)電路,直接通過(guò)電壓電流傳感器獲取 兩路線電壓(lU、Ub。)和兩相相電流(ia、ib),利用公式Uab+Ube+Uta=0計(jì)算出U。。,利用公式 ig+ib+ie= 0計(jì)算出i。,通過(guò)W下公式計(jì)算出線反電動(dòng)勢(shì):
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種應(yīng)用于四翼無(wú)人機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于:包括三相全橋驅(qū)動(dòng) 電路、電壓傳感器、電流傳感器和DSP控制器; 所述電壓傳感器的輸入端口連接無(wú)刷直流電機(jī)端口,電壓傳感器的輸出端口連接所述DSP控制器的AD端口,用于檢測(cè)相電壓; 所述電流傳感器的輸入端口連接無(wú)刷直流電機(jī)端口,電流傳感器的輸出端口連接所述DSP控制器的AD端口,用于檢測(cè)線電流; 所述三相全橋驅(qū)動(dòng)電路的輸出端口連接無(wú)刷直流電機(jī)端口,三相全橋驅(qū)動(dòng)電路的控制 端口連接所述DSP控制器的I/O端口,由DSP控制器控制換相; 所述DSP控制器通過(guò)控制所述電壓傳感器和電流傳感器,獲取所述無(wú)刷直流電機(jī)的線 電壓和相電流,利用直接反電動(dòng)勢(shì)算法,實(shí)時(shí)在線捕捉無(wú)刷直流電機(jī)的線反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn), 以控制所述三相全橋驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行換相。
2. 如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于四翼無(wú)人機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,所 述電壓傳感器為WBV412D01交流電壓傳感器。
3. 如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于四翼無(wú)人機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,所 述電流傳感器為ACS712。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的應(yīng)用于四翼無(wú)人機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝 置,其特征在于,所述DSP控制器為Microchip公司的dspPIC30F6010。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用于四翼無(wú)人機(jī)的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,包括三相全橋驅(qū)動(dòng)電路、電壓傳感器、電流傳感器、DSP控制器。電壓傳感器的輸入端口連接電機(jī)端口,輸出端口連接DSP的AD端口,用于檢測(cè)相電壓;同樣電流傳感器的輸入端口連接電機(jī)端口,輸出端口連接DSP的AD端口,用于檢測(cè)線電流;DSP的I/O端口連接三相全橋驅(qū)動(dòng)電路的控制端口,控制電機(jī)的換相??朔穗姍C(jī)本體中點(diǎn)與重構(gòu)的電機(jī)中點(diǎn)的電位并不總是相等的問(wèn)題,去除了電機(jī)中點(diǎn)重構(gòu)電路,使得控制結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單,電機(jī)換相更加穩(wěn)定可靠,增強(qiáng)了飛行器運(yùn)行的安全可靠性。
【IPC分類】H02P6-18, H02P6-08
【公開號(hào)】CN204465395
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520039558
【發(fā)明人】陳衛(wèi)杰, 谷文婷, 喬大洋
【申請(qǐng)人】西安勵(lì)致科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年1月21日