CN107707161A - 一种永磁无刷电机控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁无刷电机控制器，所述永磁无刷电机为直流永磁无刷电机，所述永磁无刷电机控制器包括电机驱动器和用户操作面板，所述电机驱动器的一端连接至所述直流永磁无刷电机；所述电机驱动器包括单片机控制电路以及与所述单片机控制电路分别连接的辅助电源电路、逆变电路和1号通讯电路；所述用户操作面板包括控制电路以及分别与所述控制电路分别连接的蜂鸣器、2号通讯电路、LCD液晶面板以及按键；采用本发明的永磁无刷电机控制器可以实现以下效果：规避了由减速箱引起的机械噪声等问题，长时间工作不会有噪声产生；由于叶片直接由直流永磁无刷电机驱动，整体的效率可以高达80％以上。
Description
技术领域
本发明属于电气控制技术领域，具体涉及一种永磁无刷电机控制器。
背景技术
随着我国工业技术的发展，工业大吊扇的使用越来越普遍，其广泛应用于工业厂房、物流仓储、候车室、展览馆、体育馆、商超等高大空间，作为空间通风，人员降温的一种常见工业用机器；它可以可推射大量气流到地面，在地面形成一定高度的气流层水平运动，从而促成了整体空气循环，这样的好处在于全方位的地面覆盖和空气的立体循环。
现有的工业大吊扇的动力系统由交流异步电机、减速机和变频器组成的，交流单相供电的功率在2.2KW，使用起来存在以下缺点：
1.减速机在长时间工作以后由于灰尘、冷热循环、机械振动等因素会造成工作噪声大，影响用户的体验；
2.效率低下，由于交流异步电机的总体效率在60％以下，加上减速机的传动损耗，大吊扇整体的传动效率在50％以下。
因此，需要提供一种新型的电机控制器来提高工业大吊扇的技术性能，来克服上述缺陷。
发明内容
本发明针对上述存在的问题提出了一种永磁无刷电机控制器，减小了噪音，有效的降低了成本，提高了工作效率。
一种永磁无刷电机控制器，所述永磁无刷电机为直流永磁无刷电机，所述永磁无刷电机控制器包括电机驱动器和用户操作面板，所述永磁无刷电机控制器包括电机驱动器和用户操作面板，所述电机驱动器的一端连接至所述直流永磁无刷电机；
所述电机驱动器包括单片机控制电路以及与所述单片机控制电路分别连接的辅助电源电路、逆变电路和1号通讯电路；
所述用户操作面板包括控制电路以及分别与所述控制电路分别连接的蜂鸣器、2号通讯电路、LCD液晶面板以及按键；
所述1号通讯电路与所述2号通讯电路通过485通讯线相连接。
优选地，所述1号通讯电路和所述2号通讯电路采用MAX485电路。
优选地，所述LCD液晶面板采用LCD1602A，可显示32个阿拉伯数字以及英文字母。
优选地，所述控制电路的芯片采用STM8S903芯片。
优选地，所述控制电路驱动LCD1602采用4线通信方式
本发明的技术效果在于：本发明的工业大吊扇的动力系统由直流永磁无刷电机和永磁无刷控制器组成，其中采用本发明的永磁无刷电机控制器可以实现以下效果：
1，长时间工作不会有噪声产生，规避了由减速箱引起的机械噪声等问题；
2，效率高，由于叶片直接由直流永磁无刷电机驱动，整体的效率可以高达80％以上。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明一种永磁无刷电机控制器组成示意图；
图2是本发明LCD1602显示模块原理图；
图3是本发明按键电路原理图；
图4是本发明2号通讯电路原理图；
图5是本发明蜂鸣器电路原理图；
图6是本发明双电阻运放原理图；
图7是本发明辅助电源电路原理图；
图8是本发明1号通讯电路原理图；
图9是本发明逆变电路原理图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便本领域的学者及技术人员进一步理解本发明，而不构成本发明的权利限制。
新型的工业大吊扇的动力系统由直流永磁无刷电机和永磁无刷控制器组成，永磁无刷电机控制器组成示意图如图1所示，所述永磁无刷电机为直流永磁无刷电机，所述永磁无刷电机控制器包括电机驱动器和用户操作面板，所述电机驱动器的一端连接至所述直流永磁无刷电机；所述电机驱动器包括单片机控制电路以及与所述单片机控制电路分别连接的辅助电源电路、逆变电路和1号通讯电路；所述用户操作面板包括控制电路以及分别与所述控制电路分别连接的蜂鸣器、2号通讯电路、LCD液晶面板以及按键；所述1号通讯电路与所述2号通讯电路通过485通讯线相连接，所述1号通讯电路和所述2号通讯电路。
所述用户操作面板负责显示风扇转速、风速档位、环境温度显示、定时操作、以及故障报错；LCD液晶面板由一块标准的LCD1602A模块负责显示，显示原理图见图2，可以显示16*2(即32)个阿拉伯数字以及英文字母；控制电路主要由一块STM8S903芯片以及其他辅助电路构成，驱动LCD1602采用4线通信方式，所述STM8S903芯片负责图像显示，数据采集，以及与电机驱动器通信。
所述按键包括按键电路，根据不同的功能需求选择相应按键，其工作原理见图3，所述2号通讯电路的原理图见图4，所述蜂鸣器的电路原理如图5。
所述电机驱动器包括辅助电源电路、逆变电路、单片机控制电路以及通讯电路，用于负责工业大吊扇永磁无刷电机的启动、运行、调速、保护等基本功能；负责与用户操作面板的通讯，采集用户数据，将信息传达至电机驱动器按照用户需求控制电机。
电机驱动器可以控制电机无传感器大扭矩段时间启动，采用的启动算法采用MCU芯片内部集成算法。采用峰岹科技公司的FU6811控制器，采用FOC算法，Omega启动，可以有效的解决工业大吊扇启动难，线长干扰大，启动抖动，转速不稳定等问题。
电机驱动器内的电路采用双电阻电流采样，MCU电路与逆变电路采用非隔离驱动，具有成本低，抗干扰能力强，避免了采用隔离霍尔传感器带来的电磁干扰的问题，此电路中用的运算放大器由芯片内部集成，具体的原理参照图6。
所述辅助电源电路将整流后的220VAC电源通过高频开关电源芯片以及高频变压器，输出一路15V 0.2A电源供给单片机控制电路以及逆变器电路使用，输出一路8V 0.2A电源供给通讯电路以及用户操作面板使用，采用本设计的优点在于，成本低，可靠性高；在15V输出加了二级RC滤波电路，有限的防止瞬间的电流脉冲对15V电源的干扰，保证控制器在极端环境下正常工作，见图7。
所述1号通讯电路采用MAX485电路，参照图8，电机驱动器与用户操作面板之间由于使用环境恶劣，采用485协议通讯，传输速率是9600KPs，经实测通讯线可以延伸至100米，设计特点：采用短距离隔离(长距离通讯端采用485芯片，高电平通讯，可以有效地提高信噪比；短距离通讯采用串口通讯5V直接与单片机连接，节省成本，具体参照图8，而且光耦采用817低成本光耦，也可实现9600KPS通讯速率)。
所述逆变电路负责将单片机输出的信号转化为大电流高电压的强电驱动电机，采用智能功率模块，日本三垦公司的SCM1240具有600V 20A的驱动能力，可以实现正弦波FOC驱动，模块具有探测3相电路分别短路的保护。
本发明的工业大吊扇的动力系统由直流永磁无刷电机和永磁无刷控制器组成，其中采用本发明的永磁无刷电机控制器可以实现以下效果：
1，长时间工作不会有噪声产生，规避了由减速箱引起的机械噪声等问题；
2，效率高，由于叶片直接由直流永磁无刷电机驱动，整体的效率可以高达80％以上。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (5)
1.一种永磁无刷电机控制器，所述永磁无刷电机为直流永磁无刷电机，其特征在于，
所述永磁无刷电机控制器包括电机驱动器和用户操作面板，所述电机驱动器的一端连接至所述直流永磁无刷电机；
所述电机驱动器包括单片机控制电路以及与所述单片机控制电路分别连接的辅助电源电路、逆变电路和1号通讯电路；
所述用户操作面板包括控制电路以及分别与所述控制电路分别连接的蜂鸣器、2号通讯电路、LCD液晶面板以及按键；
所述1号通讯电路与所述2号通讯电路通过485通讯线相连接。
2.根据权利要求1所述的永磁无刷电机控制器，其特征在于，所述1号通讯电路和所述2号通讯电路采用MAX485电路。
3.根据权利要求1所述的永磁无刷电机控制器，其特征在于，所述LCD液晶面板采用LCD1602A，可显示32个阿拉伯数字以及英文字母。
4.根据权利要求1所述的永磁无刷电机控制器，其特征在于，所述控制电路的芯片采用STM8S903芯片。
5.根据权利要求4所述的永磁无刷电机控制器，其特征在于，所述控制电路驱动LCD1602采用4线通信方式。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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Country Status (1)
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2017
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