专利名称：缝纫机调速电机驱动控制器的制作方法
技术领域：
缝纫机调速电机驱动控制器技术《壤本实用新型厲于机电领域，特别涉及一种缝纫机用无刷直流调速电机 驱动控制器的设计。现有常用的缝纫机调速电机系统有异步电机磨擦调速系统、有刷直 流电机串电阻调速系统、有刷直流电机电子调速系统、电脑控制的伺服电 机调速系统。其中伺服电机调速系统效率最高、性能最好，但控制系统复杂.成本高，仅能用在一些高档缝纫机产品上；虽然异步电机磨擦调速系 统的低价格使其获得广泛应用，但其效率低、个头大、笨重、磨损严重、 可靠性差。有刷电机系统性能也不错，最大问题还是寿命不长，可靠性不 高，因此常用在低挡的家用缝纫机上。近几年隨着电动自行车工业的发展，低压无刷直流电机驱动技术已相 当完善.將低压无刷直流电机技术移植到电动缝纫机领域，替代有刷直流 电机或者异步电机，作为缝纫机的驱动动力，具有体积小巧，扭力大的特 点，且无刷直流电机可直接悬挂在缝纫机皮带轴上，不但构思可行，业者 也已开发完成，但直接使用交流市电供电、驱动无刷直流电机的驱动技术 还不成熟，尤其是较高电源电压供电的系统抗干扰问题，还没有简单、有 效、可靠的解决方法。发明内容本实用新型的目的是在电动案无刷直流电机驱动器的基础上加以改 进、完善，再结合电子变压器的特点.设计一种运用于缝纫机的交流供电 的无刷直流调速电机驱动控制器。本实用新型技术方案是这样实现的一种缝纫机调速电机驱动控制器， 具有可与无刷直流电机位置传感器和踏板速度给定器连接的输入接口、连 接电机的输出端，交流电源输入接口，其特征是调速控制器由逻辑控制电路、FET低压电机驱动电路、提供各功能模块工作电源的电子变压器电 源供电电路组成，位置传感器和踏板速度给定器提供的信号通过逻辑控制 电路控制FET低压电机驱动电路，电子变压器电源供电电路经FET低压电 机驱动电路调节后输出给电机。在无刷亶流电机定、转子间安装的位置传 感器，其把检测到的转子相对定子位置信号反馈给逻辑控制电路，经处理 后控制FET低压电机驱动电路，按最佳状态接通或切断相应的电机绕组。 踏板速度给定器所起的作用，是通过逻辑电路调节FET低速电机驱动电路 内电子开关的通断比，调节电机驱动电流，进而改变电机的转矩，达到调 速的效果。本实用新型为无刷直流电机运用于缝纫机领域提供一种简单可行的驱 动控制器结构，具有成本低、高效率、高功率因数、能耗低和交流供电的 特点，而且也可大大简化电机体积，可采用悬挂式结构将电机直接固定在 缝纫机皮带轴上，通用性强，适应面广，也易于安装。
下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明 图1缝纫机调速电机驱动控制器原理框图 图2缝纫机调速电机驱动控制器的电路图具体奥施方式参照图i,这是缝纫机调速电机驱动控制器原理框图，该控制器由逻辑控制电路、FET低压电机驱动电路、电子变压器电源供电电路组成，控制器 中的逻辑控制电路具有与无刷直流电机位置传感器和踏板速度给定器连接 的输入接口、连接电机的输出端，交流电源输入接口。缝纫机踏板速度给 定器(又称直线传感器)是作为调控的操作件，无刷直流电机是动力执行 件，在实际运用吋无刷直流电机可采用悬挂式固定在缝纫机皮带轴上，使 结构更加紧凑。无刷直流电机定、转子间安装的位霣传感器把检测到的转 子相对定子位置信号反馈给逻辑控制电路，经处理后控制FET低压电机驱 动电路，按最佳状态接通或切断相应的电机绕组；踏板速度给定器所起的 作用，是通过逻辑电路调节FET低速电机驱动电路内电子开矢的通断比， 调节电机驱动电流，进而改变电机的转矩，达到调速的效果。参照图2,缝纫机调速电机驱动控制器的电路图，也是图1框图中逻辑控制电路、FET低压电机驱动电路、电子变压器电源供电电路三部分的一种 具体电路方案，图中"SUDU"是踏板速度给定器的输入端口， "HA、 HB、 HC" 是位置传感器的输入端口，图中IC2选用MC33035,改附厲电路后也可选用 33033、 LA11690、 11820、 11691等通用无刷电机专用芯片、IC3选用LM339, 改附厲电路后也可改用LM324、 74LS86等各种芯片及其附属电路构成逻辑 控制电路；"M0T-A、 MOT-B、 MOT-C"是输出到无刷直流电机的端口， Q3-Qll 和Ml-M5及其附厲电路构成FET低速电机驱动电路；"AC1、 AC2"是220V 交流电源的输入端口， Ll、 Tl、 D1-D8、 D12、 IC1、 Ml-M2、 Ql-Q2及其附属 电路构成电子变压器电源供电电路。图2中IC2是无刷直流电机的专用芯片，作为无刷直流电机正常运转 的主要逻辑控制电路；IC3是由简单数字、模似电路组成必要的电压、电流、 转速保护电路，自动停机电路，电子刹车控制电路的其它逻辑控制电路。 图2中IC3主要自动检测传感器输入的转速信号，与踏板速度给定电压逬 行适当比例、积分处理、比较，实现堵转限流保护，在踏板速度给定器输 入电平足够低吋，自动顺序实现停车和定吋电子刹车功能。因此IC3也可 用通用单片机及其附属电路替换。由于IC2专用无刷直流电机控制芯片，把无刷电机运行的主要功能承 担起来，IC3用单片机及其附属电路替换后，控制能力大幅提高，不但能完 成上述其它逻辑控制功能，再增加一些相关电路，如传感器输入滤波电路、 电磁铁控制电路、键盘电路、显示电路后，还能实现缝纫机的其他可编程 序控制.如精确停针、自动剪线头、自动抬压脚、自动计针数、固缝、W 缝、多段缝等功能，达到简易数控目的。图2中逻辑控制电路的IC2、 IC3及其附厲电路还可以用一片通用单片 机(四位到十六位都可以，如ST7系列、51内核各系列及其改逬型、96系 列、PIC型等无刷直流电机常用芯片)及其附属电路替代，设计成更简单的 电路型式。当然只用一片常规通用型单片机，受其功能、运箅速度的限制， 仅能实现上述的基本功能，难以达到简易数控水平。电子变压器是釆用普通节能灯常用标准电路，IC1可选用IR2161、215U 2153等各种专用电子变压器芯片，具体详情可参考有矢手册。电子变压器 是幵关电源的简化型，没有电压反馈，开矢导通角宽，也没有太多的保护功能，因此其成本低、效率高、体积小。由于无刷直流电机驱动控制电路 己具备各种完善的保护功能和较强的自适应能力，与这种简单的电子变压 器互补配合.可以保证有足够的可靠性.达到高的性能价格比。 综上所述，逻辑控制电路由通用单片机及其附羼电路组成。 或者逻辑控制电路由简单数字、模似电路组成必要的电压、电流、 转速保护电路，自动停机电路，电子刹车控制电路，专用无刷电机控制芯 片组成。或者逻辑控制电路由通用单片机及其附厲电路、专用无刷直流电机 控制芯片组成。或者逻辑控制电路由通用单片机及其附厲电路、传感器输入滤波电 路、电磁铁控制电路、键盘电路、显示电路、专用无刷直流电机控制芯片 组成。
权利要求1、一种缝纫机调速电机驱动控制器，具有可与无刷直流电机位置传感器和踏板速度给定器连接的输入接口、连接电机的输出端，交流电源输入接口，其特征是调速控制器由逻辑控制电路、FET低压电机驱动电路、提供各功能模块工作电源的电子变压器电源供电电路组成，位置传感器和踏板速度给定器提供的信号通过逻辑控制电路，控制FET低压电机驱动电路，电子变压器电源供电电路，经FET低压电机驱动电路调节后，输出给电机。
2、 根据权利要求1所述的缝纫机调速电机驱动控制器，其特征是逻辑控 制电路由通用单片机及其附厲电路组成。
3、 根据权利要求1所述的缝纫机调速电机驱动控制器，其特征是逻辑控 制电路由简单数字、模拟电路组成必要的电压、电流、转速保护电路， 自动停机电路，电子刹车控制电路，专用无刷电机控制芯片组成。
4、 根据权利要求1所述的缝纫机调速电机驱动控制器，其特征是逻辑控 制电路由通用单片机及其附属电路、专用无刷直流电机控制芯片组成。
5、 根据权利要求1所述的缝纫机调速电机驱动控制器，其特征是逻辑控 制电路由通用单片机及其附厲电路、传感器输入滤波电路、电磁铁控制 电路、键盘电路、显示电路、专用无刷直流电机控制芯片组成。
专利摘要本实用新型涉及一种缝纫机调速电机驱动控制器，具有可与无刷直流电机位置传感器和踏板速度给定器连接的输入接口，连接电机的输出端，交流电源输入接口，其特征是调速控制器由逻辑控制电路、FET低压电机驱动电路、提供各功能模块工作电源的电子变压器电源供电电路组成；无刷直流电机为悬挂式电动缝纫机永磁电机，电机的定、转子间装设有位置传感器，位置传感器检出的位置信号反馈给驱动控制器，在踏板速度给定器向驱动控制器发出转动信号后，用以调控、驱动永磁电机运行。本实用新型有简单、便宜、牢固的特色，能达到高功率因数、高效率，高性价比，通用性强的好处。
文档编号H02P6/14GK201113869SQ20072000798
公开日2008年9月10日 申请日期2007年8月21日 优先权日2007年8月21日
发明者朱正风 申请人:苏州扬名机电有限公司