用于纠偏控制器的矢量控制高压同步电机驱动系统的制作方法

本发明涉及纠偏技术领域，尤其涉及一种用于纠偏控制器的矢量控制高压同步电机驱动系统。

背景技术：

现有的纠偏控制系统有两类驱动方案，一是基于高压交流同步电机的低成本方案，二是基于伺服电机的高成本方案。其中的高压交流同步电机存在发热巨大、启动电容温度高寿命短，能量转换效率低，控制精度低(只能运用于控制精度低的场合)，电磁干扰大(通过电网耦合传到的干扰，空间辐射的干扰)等缺点，导致系统的综合性能降低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于纠偏控制器的矢量控制高压同步电机驱动系统，提高系统的综合性能。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于纠偏控制器的矢量控制高压同步电机驱动系统，所述用于纠偏控制器的矢量控制高压同步电机驱动系统包括电磁辐射屏蔽单元、整流滤波单元、微控制单元、四相半桥电平转换单元、高压同步电机单元和电流采集单元，所述电磁辐射屏蔽单元与所述微控制单元和所述整流滤波单元连接，所述四相半桥电平转换单元与所述整流滤波单元和所述微控制单元连接，所述四相半桥电平转换单元、所述高压同步电机单元、所述电流采集单元和所述微控制单元依次连接。

其中，所述四相半桥电平转换单元包括多组转换电路，多组所述转换电路串联。

其中，多组所述转换电路均包括第一mos管、第二mos管、第一二极管、第二二极管、第一电容、第三二极管、驱动芯片、第二电容和三极管，所述第一mos管的d极与另一个所述转换电路的所述第一mos管的d极连接，所述第一mos管的s极与所述第二mos管的d极和所述驱动芯片的vs引脚连接，所述第一mos管的g极与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述驱动芯片的ho引脚连接，所述第二mos管的s极接地，所述第二mos管的g极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述驱动芯片的lo引脚连接，所述第一电容的两端分别与所述驱动芯片的vs引脚和vb引脚连接，所述第三二极管的负极与所述驱动芯片的vb引脚连接，所述第三二极管的正极与所述驱动芯片的vcc引脚连接，所述第二电容的两端分别与所述驱动芯片的vcc引脚和gnd引脚连接，所述三极管的集电极与所述驱动芯片的in引脚连接，所述三极管的发射极接地。

其中，所述电磁辐射屏蔽单元包括射频电阻rf1、压敏电阻r2、电容c1和过滤器lf1，所述射频电阻rf1的一端、所述压敏电阻r2的一端和所述电容c1的一端均与所述过滤器lf1的第二接线柱连接，所述压敏电阻r2的另一端和所述电容c1的另一端均与所述过滤器lf1的第一接线柱连接，所述过滤器lf1的第三接线柱和第四接线柱与所述整流滤波单元连接。

其中，所述整流滤波单元包括全桥整流b1、热敏电阻rth1、电容c2、电容c52和热敏电阻rth2，所述全桥整流b1的输入端与所述过滤器lf1的所述第三接线柱和所述第四接线柱连接，所述全桥整流b1的输出端分别与所述热敏电阻rth1的一端和所述热敏电阻rth2的一端连接，所述电容c2的两端分别与所述热敏电阻rth1的另一端和所述热敏电阻rth2的另一端连接，所述电容c52的两端分别与所述电容c2的两端连接。

其中，所述电流采集单元包括第一采集电路和第二采集电路，所述第二采集电路与所述第一采集电路串联。

本发明的一种用于纠偏控制器的矢量控制高压同步电机驱动系统，所述用于纠偏控制器的矢量控制高压同步电机驱动系统包括电磁辐射屏蔽单元、整流滤波单元、微控制单元、四相半桥电平转换单元、高压同步电机单元和电流采集单元，电网上的交流电通过所述电磁辐射屏蔽单元后传输到所述整流滤波单元，转换为310v高压直流电，通过所述四相半桥电平转换单元进行电平转换输出给所述高压同步电机单元，所述微控制单元控制计算出需要的矢量电平信号，控制所述四相半桥电平转换单元输出，结合所述电流采集单元进行闭环控制和保护作用。比普通的交流同步电机、发热量小、寿命长、对外界干扰小、能耗低，提高系统的综合性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种用于纠偏控制器的矢量控制高压同步电机驱动系统的结构示意图。

图2是本发明提供的四相半桥电平转换单元的电路图。

图3是本发明提供的电磁辐射屏蔽单元和整流滤波单元的连接部分电路示意图。

图4是本发明提供的电流采集单元的电路图。

1-电磁辐射屏蔽单元、2-整流滤波单元、3-微控制单元、4-四相半桥电平转换单元、5-高压同步电机单元、6-电流采集单元、61-第一采集电路、62-第二采集电路、11-第一接线柱、12-第二接线柱、13-第三接线柱、14-第四接线柱。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本发明提供一种用于纠偏控制器的矢量控制高压同步电机驱动系统，所述用于纠偏控制器的矢量控制高压同步电机驱动系统包括电磁辐射屏蔽单元1、整流滤波单元2、微控制单元3、四相半桥电平转换单元4、高压同步电机单元5和电流采集单元6，所述电磁辐射屏蔽单元1与所述微控制单元3和所述整流滤波单元2连接，所述四相半桥电平转换单元4与所述整流滤波单元2和所述微控制单元3连接，所述四相半桥电平转换单元4、所述高压同步电机单元5、所述电流采集单元6和所述微控制单元3依次连接。

在本实施方式中，所电网上的交流电通过所述电磁辐射屏蔽单元1后传输到所述整流滤波单元2，转换为310v高压直流电，同时也抑制了对外界的电磁干扰。通过所述四相半桥电平转换单元4进行电平转换输出给所述高压同步电机单元5，所述微控制单元3控制计算出需要的矢量电平信号，控制所述四相半桥电平转换单元4输出，微控制单元3内置低功率开关电源，可以直接使用经过所述电磁辐射屏蔽单元1的交流电进行供电；结合所述电流采集单元6进行闭环控制和保护作用。电机运行平稳(缓启动)、噪音小、控制精度高(0.3度)、效率高(85％以上)、反应快(电机不会一直处于全速运行状态，在偏差较小时会处于几乎静止的状态，比普通的交流同步电机能快一倍以上。)、发热量小(无需巨大散热片和额外的散热风扇)、寿命长(温度低有效的延长了电容的寿命)、对外界干扰小、能耗低(正常运行平局功率不到6w，高负载也才20w，能有普通同步电机200w的效果)，提高系统的综合性能

进一步的，所述四相半桥电平转换单元4包括多组转换电路，多组所述转换电路串联。

在本实施方式中，多组所述转换电路串联，每组所述转换电路均由一颗半桥驱动芯片和两颗mos管及相关电阻电容构成，便于将高压直流电转换为矢量电机驱动信号。

进一步的，多组所述转换电路均包括第一mos管、第二mos管、第一二极管、第二二极管、第一电容、第三二极管、驱动芯片、第二电容和三极管，所述第一mos管的d极与另一个所述转换电路的所述第一mos管的d极连接，所述第一mos管的s极与所述第二mos管的d极和所述驱动芯片的vs引脚连接，所述第一mos管的g极与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述驱动芯片的ho引脚连接，所述第二mos管的s极接地，所述第二mos管的g极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述驱动芯片的lo引脚连接，所述第一电容的两端分别与所述驱动芯片的vs引脚和vb引脚连接，所述第三二极管的负极与所述驱动芯片的vb引脚连接，所述第三二极管的正极与所述驱动芯片的vcc引脚连接，所述第二电容的两端分别与所述驱动芯片的vcc引脚和gnd引脚连接，所述三极管的集电极与所述驱动芯片的in引脚连接，所述三极管的发射极接地。

在本实施方式中，如图2所示，所述第一mos管包括q1、q4、q7和q10，所述第二mos管包括q3、q6、q9和q12，所述第一二极管包括d2、d5、d8、d12，所述第二二极管包括d3、d6、d9、d14，所述第一电容包括c3、c5、c10、c15，所述第三二极管包括d1、d4、d7、d11，型号为eg2104的所述驱动芯片包括u1、u3、u5、u9，所述第二电容包括c4、c6、c11、c16，所述三极管包括q2、q5、q11，所述第一mos管的d极与另一个所述转换电路的所述第一mos管的d极连接，所述第一mos管的s极与所述第二mos管的d极和所述驱动芯片的vs引脚连接，所述第一mos管的g极与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述驱动芯片的ho引脚连接，所述第二mos管的s极接地，所述第二mos管的g极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述驱动芯片的lo引脚连接，所述第一电容的两端分别与所述驱动芯片的vs引脚和vb引脚连接，所述第三二极管的负极与所述驱动芯片的vb引脚连接，所述第三二极管的正极与所述驱动芯片的vcc引脚连接，所述第二电容的两端分别与所述驱动芯片的vcc引脚和gnd引脚连接，所述三极管的集电极与所述驱动芯片的in引脚连接，所述三极管的发射极接地，由一颗半桥驱动芯片和两颗mos管及相关电阻电容构成，能够快速的将高压直流电转换为矢量电机驱动信号。

进一步的，所述电磁辐射屏蔽单元1包括射频电阻rf1、压敏电阻r2、电容c1和过滤器lf1，所述射频电阻rf1的一端、所述压敏电阻r2的一端和所述电容c1的一端均与所述过滤器lf1的第二接线柱12连接，所述压敏电阻r2的另一端和所述电容c1的另一端均与所述过滤器lf1的第一接线柱11连接，所述过滤器lf1的第三接线柱13和第四接线柱14与所述整流滤波单元2连接。

在本实施方式中，如图3所示，利用所述射频电阻rf1、所述压敏电阻r2、所述电容c1和所述过滤器lf1将接入的电网中的电流进行过滤，抑制了对外界的电磁干扰。

进一步的，所述整流滤波单元2包括全桥整流b1、热敏电阻rth1、电容c2、电容c52和热敏电阻rth2，所述全桥整流b1的输入端与所述过滤器lf1的所述第三接线柱13和所述第四接线柱14连接，所述全桥整流b1的输出端分别与所述热敏电阻rth1的一端和所述热敏电阻rth2的一端连接，所述电容c2的两端分别与所述热敏电阻rth1的另一端和所述热敏电阻rth2的另一端连接，所述电容c52的两端分别与所述电容c2的两端连接。

在本实施方式中，如图3所示，电通过所述电磁辐射屏蔽单元1将交流电传输至全桥整流b1进行转换，同时也抑制了对外界的电磁干扰。整流后的电流供给四相半桥电平转换单元4，反应快(电机不会一直处于全速运行状态，在偏差较小时会处于几乎静止的状态，比普通的交流同步电机能快一倍以上)。

进一步的，所述电流采集单元6包括第一采集电路61和第二采集电路62，所述第二采集电路62与所述第一采集电路61串联。

在本实施方式中，所述第二采集电路62与所述第一采集电路61实现两路电流检测电路实时检测相电流情况，反馈给微控制单元3进行闭环控制，效率高(85％以上)。

进一步的，所述第一采集电路61包括驱动芯片u7、电容c14、二极管d10、电容c12、电容c13和电感线l2，所述驱动芯片u7的out引脚与所述电容c14的一端连接，所述电容c14的另一端接地，所述二极管d10的正极与所述驱动芯片u7的out引脚连接，所述电容c12的一端和所述电容c13的一端均与所述驱动芯片u7的vcc引脚连接，所述电容c12的另一端和所述电容c13的另一端接地，所述电感线l2的一端与所述驱动芯片u7的vcc引脚连接。

在本实施方式中，如图4所示，所述驱动芯片u7的型号为cc6902s0，通过第一采集电路61进行检测一项的电流情况，控制精度高(0.3度)、效率高(85％以上)、反应快、发热量小。

进一步的，所述第二采集电路62包括驱动芯片u10、电阻r28、电容c17和二极管d13，所述驱动芯片u10的vcc引脚与所述驱动芯片u7的vcc引脚连接，所述驱动芯片u10的out引脚与所述电容c17的一端和所述二极管d13的正极连接，所述电容c17的另一端接地。

在本实施方式中，如图4所示，所述驱动芯片u10的型号为cc6902s0，通过第二采集电路62进行检测另一项的电流情况，控制精度高(0.3度)、效率高(85％以上)、反应快、发热量小。

本发明的一种用于纠偏控制器的矢量控制高压同步电机驱动系统，所述用于纠偏控制器的矢量控制高压同步电机驱动系统包括电磁辐射屏蔽单元1、整流滤波单元2、微控制单元3、四相半桥电平转换单元4、高压同步电机单元5和电流采集单元6，电网上的交流电通过所述电磁辐射屏蔽单元1后传输到所述整流滤波单元2，转换为310v高压直流电，通过所述四相半桥电平转换单元4进行电平转换输出给所述高压同步电机单元5，所述微控制单元3控制计算出需要的矢量电平信号，控制所述四相半桥电平转换单元4输出，结合所述电流采集单元6进行闭环控制和保护作用。比普通的交流同步电机、发热量小、寿命长、对外界干扰小、能耗低，提高系统的综合性能。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。