一種永磁直流球形電機控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是一種控制裝置，具體涉及一種永磁直流球形電機控制裝置。
【背景技術】
[0002]隨著機械關節(jié)等高精度復雜控制系統(tǒng)的發(fā)展，對驅動機構精密度和穩(wěn)定性能的要求也越來越高。人們對步進電機、交流、直流伺服電機等單自由度電機及其控制系統(tǒng)做了深入而廣泛的研宄，然而在機械手和機器人等復雜作復雜運動的精密裝置中，越來越多的需要多自由度運動。如果要實現(xiàn)多自由度運動，往往需要兩個以上的單自由度電機經(jīng)由傳動裝置配合完成，從而大大增加了多自由度裝置的復雜程度，機械傳動機構的齒輪間隙影響了控制系統(tǒng)的精確度，甚至破壞控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，其復雜的控制策略和機械機構之間的配合誤差成為制約系統(tǒng)性能的一個重要因素。總的來說，這種方式實現(xiàn)多自由度運動具有體積龐大，精密度低，動靜態(tài)性能差等缺陷。雖然人們可以在機構外形上設計出一個類似人腕或人肩的三自由度球關節(jié)，但宄其內部驅動實現(xiàn)的本質來看，則仍然是三個獨立的單軸電機通過傳動機構的組合來模擬球關節(jié)的功能。這樣組合而成的球關節(jié)和真正一體化的球關節(jié)在功能上并不等同，甚至大相徑庭。
[0003]所以，當下市場需要一種能夠實現(xiàn)多自由度控制、機構簡單、控制效率高的直流永磁球形電機控制裝置。
【實用新型內容】
[0004]針對現(xiàn)有技術上存在的不足，本實用新型目的是在于提供一種永磁直流球形電機控制裝置，克服傳統(tǒng)永磁直流球形電機結構復雜，單自由度運動的缺陷。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過如下的技術方案來實現(xiàn):一種永磁直流球形電機控制裝置，包括隔離電路、驅動電路、橋式電路、球形電動機、位置檢測模塊、DSP芯片和電流檢測電路，隔離電路、驅動電路、橋式電路、球形電動機、位置檢測模塊、DSP芯片依次相連，且DSP芯片還與隔離電路相連，橋式電路、球形電動機的中間節(jié)點通過電流檢測電路與DSP芯片相連，所述的DSP芯片包括PWM輸出電路和A/D轉換模塊。
[0006]所述的電流檢測電路包括電流傳感器ACS712和放大器LM224A，電流傳感器ACS712的I腳和2腳、3腳和4腳接電流端，電流傳感器ACS712的5腳和6腳接第一電容Cl兩端，電流傳感器ACS712的7腳通過第一電阻Rl接放大器LM224A的3腳和第二電阻R2 —端，第二電阻R2另一端和放大器LM224A的反向輸入端均接地，電流傳感器ACS712的輸出端接第三電容C3 —端，第三電容C3與第三電阻R3并聯(lián)，第三電容C3另一端分別與第四電阻R4和第五電阻R5的滑動端相連，第五電阻R5的定端與電流傳感器ACS712的8腳和第二電容C2相連。
[0007]所述的驅動電路采用IR2110驅動器。
[0008]所述的隔離電路采用光電耦合器6N137芯片。
[0009]本實用新型的有益效果:本實用新型的電機運行過程中，采用電流檢測電路對球形電機定子繞組中的電流進行采樣，并作為DSP中的A/D轉換模塊的輸入，采樣得到的電流值在DSP中利用控制算法進行處理，可得到符合要求的PWM波形，該波形通過DSP中的PWM輸出模塊輸出到驅動電路中，通過驅動電路控制橋式電路中的功率器件的開斷，具有能夠實現(xiàn)多自由度控制、機構簡單、控制效率高的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本實用新型。
[0011]圖1為本實用新型的結構框圖。
[0012]圖2為本實用新型的電流檢測電路圖。
【具體實施方式】
[0013]為使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本實用新型。
[0014]參照圖1-2，本【具體實施方式】采用以下技術方案:一種永磁直流球形電機控制裝置，包括隔離電路1、驅動電路2、橋式電路3、球形電動機4、位置檢測模塊5、DSP芯片6和電流檢測電路7，隔離電路1、驅動電路2、橋式電路3、球形電動機4、位置檢測模塊5、DSP芯片6依次相連，且DSP芯片6還與隔離電路I相連，橋式電路3、球形電動機4的中間節(jié)點通過電流檢測電路7與DSP芯片6相連，所述的DSP芯片6包括PWM輸出電路和A/D轉換模塊。
[0015]所述的電流檢測電路7包括電流傳感器ACS712和放大器LM224A，電流傳感器ACS712的I腳和2腳、3腳和4腳接電流端，電流傳感器ACS712的5腳和6腳接第一電容Cl兩端，電流傳感器ACS712的7腳通過第一電阻Rl接放大器LM224A的3腳和第二電阻R2 —端，第二電阻R2另一端和放大器LM224A的反向輸入端均接地，電流傳感器ACS712的輸出端接第三電容C3 —端，第三電容C3與第三電阻R3并聯(lián)，第三電容C3另一端分別與第四電阻R4和第五電阻R5的滑動端相連，第五電阻R5的定端與電流傳感器ACS712的8腳和第二電容C2相連。
[0016]所述的驅動電路2采用IR2110驅動器。
[0017]所述的隔離電路I采用光電耦合器6N137芯片。
[0018]本【具體實施方式】隔離電路，適于保護DSP，在DSP控制芯片與隔離電路之間需要隔離電路來實現(xiàn)數(shù)字與模擬信號間的隔離。
[0019]驅動電路，適于驅動橋式電路，實現(xiàn)對定子線圈的正常供電。
[0020]橋式電路，適于對單個定子線圈供電。
[0021]電流檢測電路，適于對電流值進行采樣，然后將電流采樣值傳送至DSP的A/D轉換接口，通過計算得到控制量。
[0022]位置檢測模塊，適于轉子位置信號的獲取，由霍爾傳感器電路和反電動勢波形過零點檢測電路構成，分別屬于有位置傳感器部分和無位置傳感器部分，用于測定電機的磁極位置，其位置檢測信號用于控制逆變器換流，以達到對電機理想的控制效果。
[0023]DSP芯片，作為系統(tǒng)的主控制器，包括A/D轉換模塊和PWM輸出模塊。
[0024]本【具體實施方式】采用電流檢測電路對球形電機定子繞組中的電流進行采樣，并作為DSP中的A/D轉換模塊的輸入，采樣得到的電流值在DSP中利用控制算法進行處理，可得到符合要求的PWM波形，該波形通過DSP中的PWM輸出模塊輸出到驅動電路中，通過驅動電路控制橋式電路中的功率器件的開斷，具有能夠實現(xiàn)多自由度控制、機構簡單、控制效率尚的優(yōu)點。
[0025]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種永磁直流球形電機控制裝置，其特征在于，包括隔離電路(I)、驅動電路⑵、橋式電路(3)、球形電動機(4)、位置檢測模塊(5)、DSP芯片(6)和電流檢測電路(7)，隔離電路(I)、驅動電路(2)、橋式電路(3)、球形電動機(4)、位置檢測模塊(5)、DSP芯片(6)依次相連，且DSP芯片(6)還與隔離電路⑴相連，橋式電路(3)、球形電動機(4)的中間節(jié)點通過電流檢測電路(7)與DSP芯片(6)相連，所述的DSP芯片(6)包括PWM輸出電路和A/D轉換模塊。2.根據(jù)權利要求1所述的一種永磁直流球形電機控制裝置，其特征在于，所述的電流檢測電路⑵包括電流傳感器(ACS712)和放大器(LM224A)，電流傳感器(ACS712)的I腳和2腳、3腳和4腳接電流端，電流傳感器(ACS712)的5腳和6腳接第一電容(Cl)兩端，電流傳感器(ACS712)的7腳通過第一電阻(Rl)接放大器(LM224A)的3腳和第二電阻(R2)一端，第二電阻(R2)另一端和放大器(LM224A)的反向輸入端均接地，電流傳感器(ACS712)的輸出端接第三電容(C3) —端，第三電容(C3)與第三電阻(R3)并聯(lián)，第三電容(C3)另一端分別與第四電阻(R4)和第五電阻(R5)的滑動端相連，第五電阻(R5)的定端與電流傳感器(ACS712)的8腳和第二電容(C2)相連。3.根據(jù)權利要求1所述的一種永磁直流球形電機控制裝置，其特征在于，所述的驅動電路(2)采用IR2110驅動器。4.根據(jù)權利要求1所述的一種永磁直流球形電機控制裝置，其特征在于，所述的隔離電路⑴采用光電耦合器6N137芯片。
【專利摘要】本實用新型公開了一種永磁直流球形電機控制裝置。它包括隔離電路、驅動電路、橋式電路、球形電動機、位置檢測模塊、DSP芯片和電流檢測電路，隔離電路、驅動電路、橋式電路、球形電動機、位置檢測模塊、DSP芯片依次相連，且DSP芯片還與隔離電路相連，橋式電路、球形電動機的中間節(jié)點通過電流檢測電路與DSP芯片相連，所述的DSP芯片包括PWM輸出電路和A/D轉換模塊。本實用新型克服傳統(tǒng)永磁直流球形電機結構復雜，單自由度運動的缺陷。
【IPC分類】H02P7/18
【公開號】CN204669259
【申請?zhí)枴緾N201520349710
【發(fā)明人】徐敏道
【申請人】華東交通大學
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月27日