一種無刷電機的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種無刷電機的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)。包括電流檢測電路、轉(zhuǎn)角位置給定電路、數(shù)字信號控制器、逆變橋驅(qū)動電路和逆變橋，所述電流檢測電路輸入端連接無刷電機，輸出端連接數(shù)字信號控制器；所述數(shù)字信號控制器輸入端分別連接所述電流檢測電路和所述轉(zhuǎn)角位置給定電路，所述數(shù)字信號控制器輸出端連接逆變橋驅(qū)動電路；所述逆變橋驅(qū)動電路輸入端連接所述數(shù)字信號控制器，輸出端連接逆變橋。本實用新型選用無刷電機，并采用先進(jìn)的開環(huán)控制方法，不僅可以獲得很高的位置控制精度，極大地提高電機及負(fù)載的頻率響應(yīng)值，而且省去了高精度位置傳感器，簡化了系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的可靠性。
【專利說明】
一種無刷電機的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電機控制領(lǐng)域，特別涉及一種無刷電機的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電機位置控制領(lǐng)域，通常采用兩種轉(zhuǎn)角控制方法，一種方法是采用步進(jìn)電機開環(huán)控制，每接受一個步進(jìn)脈沖，電機旋轉(zhuǎn)一個步進(jìn)角度；另一種方法是采用各種控制電機，例如同步電機、步進(jìn)電機、無刷電機等，加裝高精度位移傳感器，從而對電機位置進(jìn)行閉環(huán)控制。采用第一種方法時，由于步進(jìn)電機的局限性，不能獲得很高的頻率響應(yīng)，在一些應(yīng)用領(lǐng)域不能采用；采用第二種方法時，由于需要加裝位移傳感器，增加系統(tǒng)復(fù)雜性，增加了尺寸。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種無刷電機的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)只能采用步進(jìn)電機進(jìn)行開環(huán)控制，或者采用無刷電機時需要加裝位移傳感器的技術(shù)問題。
[0004]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種無刷電機的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)，包括電流檢測電路、轉(zhuǎn)角位置給定電路、數(shù)字信號控制器、逆變橋驅(qū)動電路和逆變橋，
[0005]所述電流檢測電路輸入端連接無刷電機，輸出端連接數(shù)字信號控制器；
[0006]所述數(shù)字信號控制器輸入端分別連接所述電流檢測電路和所述轉(zhuǎn)角位置給定電路，輸出端連接逆變橋驅(qū)動電路；
[0007]所述逆變橋驅(qū)動電路輸入端連接所述數(shù)字信號控制器，輸出端連接逆變橋。
[0008]本實用新型的有益效果是:本實用新型選用無刷電機，并采用先進(jìn)的開環(huán)控制方法，不僅可以獲得很高的位置控制精度，極大地提高電機及負(fù)載的頻率響應(yīng)值，而且省去了高精度位置傳感器，簡化了系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的可靠性，在旋芯比例液壓閥、旋芯伺服閥、控制閥門的控制以及其他涉及特定旋轉(zhuǎn)角度范圍的控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0010]進(jìn)一步，無刷電機逆變器為三相逆變器。
[0011]進(jìn)一步，所述電流檢測電路用于采集逆變器輸出的兩相定子繞組電流idPib。
[0012]進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)還包括直流電源變換電路，所述直流電源變換電路的輸出端分別連接所述數(shù)字信號控制器、電流檢測電路和/或電流保護(hù)電路。
[0013]進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)還包括直流電源檢測電路，所述直流電源檢測電路輸出端連接數(shù)字信號控制器。
[0014]進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)還包括電流保護(hù)電路，所述電流保護(hù)電路輸入端連接所述電流檢測電路，輸出端連接所述數(shù)字信號控制器。
[0015]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:采用直流電源變換電路，可以快速平穩(wěn)地為無刷電機逆變器的各種內(nèi)部電路提供所需的不同等級電壓的電源。采用直流電源檢測電路，可以將外部電源電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號控制器可以檢測的電壓信號，以便數(shù)字信號控制器進(jìn)行過壓保護(hù)、掉電保護(hù)。采用電流保護(hù)電路，可以對逆變電流進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到電機的逆變電流過流時，實時關(guān)閉逆變橋，從而保護(hù)電機。
[0016]進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)角位置給定電路檢測到的轉(zhuǎn)角位置給定信號對應(yīng)的轉(zhuǎn)角限定在無刷電機的相鄰兩個極距范圍內(nèi)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型一種無刷電機的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0019]如圖1所示，為本實用新型一種無刷電機的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括電流檢測電路、轉(zhuǎn)角位置給定電路、數(shù)字信號控制器、逆變橋驅(qū)動電路和逆變橋，
[0020]所述電流檢測電路輸入端連接無刷電機，輸出端連接數(shù)字信號控制器，用于檢測無刷電機逆變器輸出的兩相定子繞組電流，并將所述兩相定子繞組電流發(fā)送給數(shù)字信號控制器;
[0021]所述轉(zhuǎn)角位置給定電路用于對外部輸入的轉(zhuǎn)角位置給定信號進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，生成數(shù)字信號控制器需要的低電壓信號；
[0022]所述數(shù)字信號控制器輸入端分別連接所述電流檢測電路和所述轉(zhuǎn)角位置給定電路，輸出端連接逆變橋驅(qū)動電路，用于接收所述兩相定子繞組電流和轉(zhuǎn)角位置給定信號對應(yīng)的低電壓信號，生成用于控制無刷電機逆變橋的PWM控制信號；
[0023]所述逆變橋驅(qū)動電路輸入端連接所述數(shù)字信號控制器，輸出端連接逆變橋，用于為逆變橋提供驅(qū)動電源，并根據(jù)所述PWM控制信號向所述逆變橋的上下橋臂發(fā)送驅(qū)動信號；
[0024]所述逆變橋用于根據(jù)所述驅(qū)動信號對電機電壓進(jìn)行空間矢量PWM控制，使無刷電機的轉(zhuǎn)子達(dá)到所述轉(zhuǎn)角位置給定信號對應(yīng)的轉(zhuǎn)角位置。
[0025]本實用新型選用無刷電機，并采用先進(jìn)的開環(huán)控制方法，不僅可以獲得很高的位置控制精度，極大地提高電機及負(fù)載的頻率響應(yīng)值，而且省去了高精度位置傳感器，簡化了系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的可靠性，在旋芯比例液壓閥、旋芯伺服閥、控制閥門的控制以及其他涉及特定旋轉(zhuǎn)角度范圍的控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如將該方法用于旋芯液壓比例閥的控制，旋芯比例閥在零角度位置，切斷壓力腔P腔壓力油，既不向配油腔A腔配油，也不向配油腔B腔配油；閥芯在正角度位置，向A腔配油，配油量與正向角度大小成正比；閥芯在負(fù)角度位置，向B腔配油，配油量與負(fù)向角度大小成正比。控制無刷電機角度，即可控制閥芯旋轉(zhuǎn)角度，從而快速控制液壓油的方向和流量大小。
[0026]優(yōu)選實施例中，本實用新型采用三相逆變器，且所述轉(zhuǎn)角位置給定信號對應(yīng)的轉(zhuǎn)角限定在無刷電機的相鄰兩個極距范圍內(nèi)。
[0027]在其他優(yōu)選實施例中，所述無刷電機的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)還包括直流電源變換電路、直流電源檢測電路和/或電流保護(hù)電路，所述直流電源變換電路輸出端分別連接所述數(shù)字信號控制器、電流檢測電路和/或電流保護(hù)電路，用于將外部輸入的直流電源電壓轉(zhuǎn)換成逆變器內(nèi)電路需要的各種等級電壓，并提供給數(shù)字信號控制器、電流檢測電路和/或電流保護(hù)電路;所述直流電源檢測電路輸出端連接數(shù)字信號控制器，用于將外部電源電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號控制器可以檢測到電壓信號，當(dāng)數(shù)字信號控制器檢測到所述電壓信號過壓時，產(chǎn)生用于關(guān)閉所述逆變橋的控制信號;所述電流保護(hù)電路輸入端連接所述電流檢測電路，輸出端連接所述數(shù)字信號控制器，用于檢測所述無刷電機的逆變電流，當(dāng)所述逆變電流過流時，向數(shù)字信號控制器發(fā)出用于關(guān)閉逆變橋的中斷信號。
[0028]采用直流電源變換電路，可以快速平穩(wěn)的為無刷電機逆變器的各種內(nèi)部電路提供所需的不同等級電壓。采用所述直流電源檢測電路，可以將外部電源電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號控制器可以檢測的電壓信號，以便數(shù)字信號控制器進(jìn)行過壓保護(hù)、掉電保護(hù)。采用電流保護(hù)電路，可以對逆變電流進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到電機的逆變電流過流時，實時關(guān)閉逆變橋，從而保護(hù)電機。
[0029]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1.一種無刷電機的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)，其特征在于，包括電流檢測電路、轉(zhuǎn)角位置給定電路、數(shù)字信號控制器、逆變橋驅(qū)動電路和逆變橋， 所述電流檢測電路輸入端連接無刷電機，輸出端連接數(shù)字信號控制器； 所述數(shù)字信號控制器輸入端分別連接所述電流檢測電路和所述轉(zhuǎn)角位置給定電路，輸出端連接逆變橋驅(qū)動電路； 所述逆變橋驅(qū)動電路輸入端連接所述數(shù)字信號控制器，輸出端連接逆變橋。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)，其特征在于，無刷電機逆變器為三相逆變器。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電流檢測電路用于采集逆變器輸出的兩相定子繞組電流idPib。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)還包括直流電源檢測電路，所述直流電源檢測電路輸出端連接數(shù)字信號控制器。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)還包括電流保護(hù)電路，所述電流保護(hù)電路輸入端連接所述電流檢測電路，輸出端連接所述數(shù)字信號控制器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)還包括直流電源變換電路，所述直流電源變換電路的輸出端分別連接所述數(shù)字信號控制器、電流檢測電路和/或電流保護(hù)電路。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)角位置給定電路檢測到的轉(zhuǎn)角位置給定信號對應(yīng)的轉(zhuǎn)角限定在無刷電機的相鄰兩個極距范圍內(nèi)。
【文檔編號】H02P21/24GK205647325SQ201620238027
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】王黨生
【申請人】武漢市航天漢諾優(yōu)科技有限公司