无刷电机节能控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种电机控制领域，尤其涉及一种无刷电机节能控制系统。

背景技术：

传统的直流电机重量大、体积大，因此容易发生堵转造成直流电机能量浪费，并影响实用寿命。并且在需要频繁换向、工况恶劣的场合更加不适用。

因此，亟需开发一种新的无刷电机节能控制系统，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种无刷电机节能控制系统，以解决如何在需要频繁换向、工况恶劣的场合实现电机换向、调速进行节能的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无刷电机节能控制系统，其包括：处理器模块、与所述处理器模块电性相连的电机转向采集模块、电机定位模块、驱动模块和无刷直流电机；其中所述电机转向采集模块适于采集无刷直流电机的转向数据，并发送至处理器模块；所述电机定位模块适于采集无刷直流电机的位置信息和转速数据，并发送至处理器模块，即所述处理器模块适于根据无刷直流电机的转向数据、位置信息和转速数据控制驱动模块驱动无刷直流电机，以调节无刷直流电机的转向和转速。

进一步，所述电机转向采集模块包括：与所述处理器模块电性相连的霍尔接口电路；所述霍尔接口电路适于通过若干设置在无刷直流电机转子圆周上的霍尔元件采集转向数据。

进一步，通过将三个霍尔元件相隔120°设置在无刷直流电机转子圆周上，即当无刷直流电机的转子转动时，所述处理器模块获取相位差120°的方波信号，通过信号变化沿确定无刷直流电机的转向。

进一步，所述电机定位模块包括：与所述处理器模块电性相连的编码器接口电路；所述编码器接口电路适于通过一光电编码器检测无刷直流电机的位置信息和转速数据。

进一步，所述驱动模块包括：与所述处理器模块电性相连的驱动电路；所述处理器模块适于根据无刷直流电机的转向数据、位置信息和转速数据输出6路pwm控制信号至驱动电路中驱动器，以对无刷直流电机的转向和转速进行控制。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过采集无刷直流电机的转向数据、位置信息和转速数据并对转向和转速进行控制，具有免维护、可高转速、节能和成本相对较低的优点，并且特别适用于需要频繁换向、工况恶劣的场合进行使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的无刷电机节能控制系统的原理框图；

图2是本实用新型的霍尔接口电路的电路图；

图3是本实用新型的编码器接口电路的电路图；

图4是本实用新型的驱动电路的电路图。

图中：光电编码器u1、驱动器u2。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例1

图1是本实用新型的无刷电机节能控制系统的原理框图。

在本实施例中，如图1所示，本实施例提供了一种无刷电机节能控制系统，其包括：处理器模块、与所述处理器模块电性相连的电机转向采集模块、电机定位模块、驱动模块和无刷直流电机；其中所述电机转向采集模块适于采集无刷直流电机的转向数据，并发送至处理器模块；所述电机定位模块适于采集无刷直流电机的位置信息和转速数据，并发送至处理器模块，即所述处理器模块适于根据无刷直流电机的转向数据、位置信息和转速数据控制驱动模块驱动无刷直流电机，以调节无刷直流电机的转向和转速。

在本实施例中，所述处理器模块可以采用但不限于是基于armcortex-m3内核的stm32vet6微处理器。

在本实施例中，本实施例通过采集无刷直流电机的转向数据、位置信息和转速数据并对转向和转速进行控制，具有免维护、可高转速、节能和成本相对较低的优点，并且特别适用于需要频繁换向、工况恶劣的场合进行使用。

图2是本实用新型的霍尔接口电路的电路图。

在本实施例中，作为一种可选实施方式，如图2所示，所述电机转向采集模块包括：与所述处理器模块电性相连的霍尔接口电路；所述霍尔接口电路适于通过若干设置在无刷直流电机转子圆周上的霍尔元件采集转向数据。

在本实施例中，作为一种可选实施方式，如图2所示，通过将三个霍尔元件相隔120°设置在无刷直流电机转子圆周上，即当无刷直流电机的转子转动时，所述处理器模块获取相位差120°的方波信号，通过信号变化沿确定无刷直流电机的转向。

在本实施例中，如图2所示，三个霍尔元件分别为halla、hallb、hallc，当转子转动的时候，产生相位差120°的方波信号；电阻r1、电阻r3、电阻r5起限流作用，电容c2和电阻r6、电容c3和电阻r4、电容c1和电阻r2分别对三路霍尔元件产生的方波信号滤波，输入到处理器模块的相应通用定时器的端口，即确定信号变化沿，采集转向数据。

图3是本实用新型的编码器接口电路的电路图。

在本实施例中，作为一种可选实施方式，如图3所示，所述电机定位模块包括：与所述处理器模块电性相连的编码器接口电路；所述编码器接口电路适于通过一光电编码器u1检测无刷直流电机的位置信息和转速数据。

在本实施例中，光电编码器u1可以采用但不限于是am26ls32光电编码器u1。

在本实施例中，光电编码器u1输出3路信号，a相、b相和c相，其中a相和b相是正交信号，即相位差90°，c相位零信号；光电编码器u1的输出采用正交差分信号进行输出，即输出两个信号，两个信号之间位相相差180°；处理器模块接受的输入信号为3.3v单端信号，即通过广电编码器将差分信号转换为5v的单端信号，由aout引脚、bout引脚输出，采集无刷直流电机的位置和转速。

图4是本实用新型的驱动电路的电路图。

在本实施例中，作为一种可选实施方式，如图4所示，所述驱动模块包括：与所述处理器模块电性相连的驱动电路；所述处理器模块适于根据无刷直流电机的转向数据、位置信息和转速数据输出6路pwm控制信号至驱动电路中驱动器u2，以对无刷直流电机的转向和转速进行控制。

在本实施例中，驱动器u2可以采用但不限于是sa306驱动器u2。

在本实施例中，驱动器u2由ia引脚、ib引脚、ic引脚输出0～1．5ma的电流，然后经过2kω的精密电阻转换为适合处理器模块输入的0～3v电压信号，输入到处理器模块的adc接口；处理器模块输出的高级定时器输出6路pwm信号，通过3kω电阻限流后输入驱动器u2，以控制驱动器u2输出驱动电流至无刷直流电机。

综上所述，本实用新型通过采集无刷直流电机的转向数据、位置信息和转速数据并对转向和转速进行控制，具有免维护、可高转速、节能和成本相对较低的优点，并且特别适用于需要频繁换向、工况恶劣的场合进行使用。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。