CN105553350A - 水泵系统中的电机控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水泵系统中的电机控制电路，包括电机驱动模块和电机调节模块，电机驱动模块为无位置传感器驱动，由三组单相驱动电路构建而成的星三角三相桥电路，单相驱动电路采用半桥驱动器IR2103，通过检测三相桥电路中的反电动势过零点判断电机转子的位置，通过确定电子转子的位置导通相应相位电路上的功率MOS管，把输入的直流电转换成驱动电机的三相电；本发明电机的驱动采用无位置传感驱动，减少了电机上的位置检测传感器，降低系统故障的概率，且方便了电机的更好安装，且本发明设有电机延时设计，防止水泵频繁启动，有效保护电机，且本发明电机启动电流较低，防止电机过热，提高了电机的使用寿命。

Description

水泵系统中的电机控制电路
技术领域
本发明属于水泵控制领域，涉及一种水泵系统中的电机控制电路。
背景技术
太阳能应用技术和光伏发电技术的不断进步带来了光伏水泵行业的发展。光伏水泵已经在灌溉业中崭露头角，并且获得了相当多的发展中国家的青睐。
光伏水泵系统的工作原理是利用光伏电池板的电力，通过控制器的功率变换作用，驱动直流电机或交流电机从而带动水泵运行，通常用于农田灌溉，家畜饲养，生活用水以及喷泉景观等不同场合。
传统的水泵系统中电机的启动都会带来电机启动电流过高，电机发热的现象，且在电机驱动时采用多个电机转子位置检测传感器，造成了电机安装的不方便，且一旦一个传感器损坏，就会造成电机转子位置确认不准确，电机的交直流转换精度不高。
发明内容
本发明目的是为了解决现有技术的不足，提供一种电机安装方便且电机启动稳定的水泵系统中的电机控制电路，其技术方案如下：
一种水泵系统中的电机控制电路，其特征在于：包括电机驱动模块和电机调节模块，所述电机驱动模块为无位置传感器驱动，由三组单相驱动电路构建而成的星三角三相桥电路，所述单相驱动电路采用半桥驱动器IR2103，半桥驱动器IR2103的高侧栅极驱动输出引脚与第五功率MOS管M5的栅极相连，半桥驱动器IR2103的低栅极驱动输出引脚与第六功率MOS管M6的栅极相连，第五功率MOS管M5的源极和第六功率MOS管M6的漏极相连，且第五功率MOS管M5的源极和第六功率MOS管M6的漏极之间为单相反电动势输出点，第五功率MOS管M5的漏极接工作电源，第六功率MOS管M6的源极接地，半桥驱动器IR2103的高侧输入引脚和低侧输入引脚连接电源单元；
通过检测三相桥电路中的反电动势过零点判断电机转子的位置，通过确定电子转子的位置导通相应相位电路上的功率MOS管，把输入的直流电转换成驱动电机的三相电。
进一步的，所述电机调节模块内设有调速电路，所述调速电路包括一滑动变阻器和运算放大器，滑动变阻器的电阻部一端接电源，另一端接地，滑动变阻器的电刷部连接运算放大器的输入，运算放大器的输出为电机调速对应的电压变化。
进一步的，所述电机控制电路还包括电机延时启动模块，所述电机延时启动模块包括一用于调节延时时间的电位器，所述电位器的电刷为输出控制，所述电位器的电阻一端连接工作电压，另一端接地；
当滑动电刷，通过改变接入电刷端的电阻值的大小，从而改变电刷端的电压，从而通过电压的变化调整相应的延时时间。
进一步的，所述电机控制电路还包括电机电流检测模块，所述电机电流检测模块包括比较器，所述比较器的同相输入端经电阻R131连接基准电压，所述比较器的同相输入端上还分别经电阻R132接地，经电容C131接地；所述比较器的反相输入端经电阻R134连接电机，所述比较器的输出端经电阻R133接工作电压，比较器的输出端又经电阻R135后输出；
当流经电机的电流转换成电压后大于工作电压，比较器输出低电平，电机电流不正常；当流经电机的电流转换成电压后小于基准电压，比较器输出高电平，电机电流不正常，当流经电机的电流转换成电压后等于基准电压，电机电流正常。
本发明与现有技术相比的有益效果：本发明电机的驱动采用无位置传感驱动，减少了电机上的位置检测传感器，降低系统故障的概率，且方便了电机的更好安装，且本发明设有电机延时设计，防止水泵频繁启动，有效保护电机，且本发明电机启动电流较低，防止电机过热，提高了电机的使用寿命。
附图说明
图1是本发明驱动模块的电路原理图；
图2是本发明电机调节模块的电路原理图；
图3是本发明电机延时启动模块的电路原理图；
图4是本发明电机电流检测模块的电路原理图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，一种水泵系统中的电机控制电路，包括电机驱动模块100和电机调节模块200，所述电机驱动模块为无位置传感器驱动，由三组单相驱动电路构建而成的星三角三相桥电路，所述单相驱动电路采用半桥驱动器IR2103，半桥驱动器IR2103的高侧栅极驱动输出引脚与第一功率MOS管M5的栅极相连，半桥驱动器IR2103的低栅极驱动输出引脚与第二功率MOS管M6的栅极相连，第一功率MOS管M5的源极和第二功率MOS管M6的漏极相连，且第一功率MOS管M5的源极和第二功率MOS管M6的漏极之间为单相反电动势输出点，第一功率MOS管M5的漏极接工作电源，第二功率MOS管M6的源极接地，半桥驱动器IR2103的高侧输入引脚和低侧输入引脚连接电源单元。
本发明通过检测三相桥电路中的反电动势过零点判断电机转子的位置，通过确定电子转子的位置导通相应相位电路上的功率MOS管，把输入的直流电转换成驱动电机的三相电，且本发明通过调节每一相上的第一功率MOS管M5的导通时间，从而使输出到电机的电压缓慢升高，延长了电机的寿命。
如图2所示，电机调节模块200内设有调速电路，所述调速电路包括一滑动变阻器和运算放大器，滑动变阻器的电阻部一端接电源，另一端接地，滑动变阻器的电刷部连接运算放大器的输入，运算放大器的输出为电机调速对应的电压变化。
电机控制电路还包括电机延时启动模块300和电机电流检测模块400。
如图3所示，电机延时启动模块300包括一用于调节延时时间的电位器，所述电位器的电刷为输出控制，所述电位器的电阻一端连接工作电压，另一端接地，当滑动电刷，通过改变接入电刷端的电阻值的大小，从而改变电刷端的电压，从而通过电压的变化调整相应的延时时间。
如图4所示，电机电流检测模块400，所述电机电流检测模块包括比较器，所述比较器的同相输入端经电阻R131连接基准电压，所述比较器的同相输入端上还分别经电阻R132接地，经电容C131接地；所述比较器的反相输入端经电阻R134连接电机，所述比较器的输出端经电阻R133接工作电压，比较器的输出端又经电阻R135后输出，当流经电机的电流转换成电压后大于工作电压，比较器输出低电平，电机电流不正常；当流经电机的电流转换成电压后小于基准电压，比较器输出高电平，电机电流不正常，当流经电机的电流转换成电压后等于基准电压，电机电流正常。
本发明电机的驱动采用无位置传感驱动，减少了电机上的位置检测传感器，降低系统故障的概率，且方便了电机的更好安装，且本发明设有电机延时设计，防止水泵频繁启动，有效保护电机，且本发明电机启动电流较低，防止电机过热，提高了电机的使用寿命。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种水泵系统中的电机控制电路，其特征在于：包括电机驱动模块和电机调节模块，所述电机驱动模块为无位置传感器驱动，由三组单相驱动电路构建而成的星三角三相桥电路，所述单相驱动电路采用半桥驱动器IR2103，半桥驱动器IR2103的高侧栅极驱动输出引脚与第五功率MOS管M5的栅极相连，半桥驱动器IR2103的低栅极驱动输出引脚与第六功率MOS管M6的栅极相连，第五功率MOS管M5的源极和第六功率MOS管M6的漏极相连，且第五功率MOS管M5的源极和第六功率MOS管M6的漏极之间为单相反电动势输出点，第五功率MOS管M5的漏极接工作电源，第六功率MOS管M6的源极接地，半桥驱动器IR2103的高侧输入引脚和低侧输入引脚连接电源单元；
通过检测三相桥电路中的反电动势过零点判断电机转子的位置，通过确定电子转子的位置导通相应相位电路上的功率MOS管，把输入的直流电转换成驱动电机的三相电。
2.根据权利要求1所述的水泵系统中的电机控制电路，其特征在于：所述电机调节模块内设有调速电路，所述调速电路包括一滑动变阻器和运算放大器，滑动变阻器的电阻部一端接电源，另一端接地，滑动变阻器的电刷部连接运算放大器的输入，运算放大器的输出为电机调速对应的电压变化。
3.根据权利要求2所述的水泵系统中的电机控制电路，其特征在于：所述电机控制电路还包括电机延时启动模块，所述电机延时启动模块包括一用于调节延时时间的电位器，所述电位器的电刷为输出控制，所述电位器的电阻一端连接工作电压，另一端接地；
当滑动电刷，通过改变接入电刷端的电阻值的大小，从而改变电刷端的电压，从而通过电压的变化调整相应的延时时间。
4.根据权利要求3所述的水泵系统中的电机控制电路，其特征在于：所述电机控制电路还包括电机电流检测模块，所述电机电流检测模块包括比较器，所述比较器的同相输入端经电阻R131连接基准电压，所述比较器的同相输入端上还分别经电阻R132接地，经电容C131接地；所述比较器的反相输入端经电阻R134连接电机，所述比较器的输出端经电阻R133接工作电压，比较器的输出端又经电阻R135后输出；
当流经电机的电流转换成电压后大于工作电压，比较器输出低电平，电机电流不正常；当流经电机的电流转换成电压后小于基准电压，比较器输出高电平，电机电流不正常，当流经电机的电流转换成电压后等于基准电压，电机电流正常。
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