CN109660153A - 一种直流无刷电机控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种直流无刷电机控制器，包括壳体、电路板组件、功率开关器件、导热绝缘垫和安装板组件，所述电路板组件、功率开关器件、导热绝缘垫和安装板组件固定于所述壳体的内部，所述功率开关器件焊接到安装板组件上，所述安装板组件通过螺钉紧固在壳体内部，所述功率开关器件和壳体的接触面间隔所述导热绝缘垫，所述功率开关器件与壳体通过紧固件固定，所述电路板组件紧固在壳体上。本发明能够实现电机的转速调节，通过输入模拟电压值可调节输出控制信号的占空比，从而调节电机转速，也可实现电机的转向以及工作方式的调节。
Description
技术领域
本发明涉及控制器技术领域，具体的说是一种直流无刷电机控制器。
背景技术
目前，国内直流无刷电机控制器与电机本体大多为分离式结构，占用空间体积大，且控制器本身的载流能力较差。人们迫切希望获得一种可与电机本体整体装配使用的、载流能力更强的直流无刷电机控制器。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种直流无刷电机控制器。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种直流无刷电机控制器，包括壳体、电路板组件、功率开关器件、导热绝缘垫和安装板组件，所述电路板组件、功率开关器件、导热绝缘垫和安装板组件固定于所述壳体的内部，所述功率开关器件焊接到安装板组件上，所述安装板组件通过螺钉紧固在壳体内部，所述功率开关器件和壳体的接触面间隔所述导热绝缘垫，所述功率开关器件与壳体通过紧固件固定，所述电路板组件紧固在壳体上，所述功率开关器件用于连接直流无刷电机中的三相绕组，。
所述紧固件包括螺钉、平垫、弹垫和螺母。
所述壳体的外表面设有若干个凹槽。
所述安装板组件包括安装板、导电铜排、接线片和采样电阻；所述导电铜排与接线片通过铆钉铆接固定在安装板上，采样电阻焊接在导电铜排上，接线片与电路板组件的引线连接，电路板组件的引线与导电铜排压接相连。
所述电路板组件包括转速调节模块、转向调节模块、振荡器、电机控制器、隔离驱动电路和电流检测模块；所述转速调节模块、转向调节模块、振荡器的输出端连接所述电机控制器，所述电机控制器的输入端用于连接直流无刷电机中的转子位置传感器，所述电机控制器的输出端连接隔离驱动电路，所述隔离驱动电路的输出端连接功率开关器件构成的三相逆变电桥，所述电流检测模块连接电流检测模块；所述电机控制器用于根据转子位置传感器输出的转子位置信息，输出控制功率开关器件通与关闭的控制信号。
所述电机控制器采用MC33035。
所述转速调节模块为分压电路，用于将分压出不同的电压值输入到电机控制器中，进而调节转速。
所述转向调节模块为高低电平切换电路，用于将高低电平输入到电机控制器中，进而切换正转/反转。
本发明直流无刷电机控制器是军用战车的配套产品，用于配套控制直流无刷电机的运行，具有以下优点及有益效果：
1、本发明能够实现电机的转速调节，通过输入模拟电压值可调节输出控制信号的占空比，从而调节电机转速，也可实现电机的转向以及工作方式的调节。
2、本发明结构简单、运行可靠、应用范围广，因此该直流无刷电机控制器具有非常广阔的市场前景，可广泛应用于工业控制、通讯以及航空航天等领域。
3、本发明的持续工作电流可达到60A，载流能力强，且主回路的自身电阻值非常低，既能够降低主回路的功耗、发热量，也可提高电机的运行效率。
附图说明
图1为本发明结构的主视图；
图2为本发明结构的侧视图；
图3为本发明的电路板组件原理框图；
图4为本发明的转速调节模块的电路原理图；
图5为本发明的转向调节模块的电路原理图；
图6为本发明的运行模式选择模块
图7为本发明的隔离驱动电路的电路原理图；
图8为本发明的三相逆变电桥的电路原理图；
图9为本发明的电流检测模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明的直流无刷电机控制器包括结构设计和电路原理设计。如图1-2所示，一种直流无刷电机控制器，包括：壳体1、电路板组件2、功率开关器件3、导热绝缘垫4、安装板组件5，其中安装板组件由安装板6、导电铜排7、接线片8、采样电阻9构成。采样电阻9通过焊接的方式固定在导电铜排7的相应位置上，导电铜排7表面与采样电阻9表面均镀锡，有利于焊接，采样电阻9与导电铜排7的自身阻值非常低，两者均能够承受大电流；导电铜排7与接线片8通过铆钉铆接固定在安装板6上；安装板组件5通过螺钉紧固在壳体1上；功率开关器件3焊接到安装板组件5上，并在与壳体1的接触面中加入导热绝缘垫4，通过螺钉、平垫、弹垫、螺母固定在壳体1上，壳体外表面做凹槽处理，可增大散热面积；电路板组件2通过螺钉紧固在壳体1上，其引线与接线片8进行焊接，与导电铜排7通过压接端子、螺钉、平垫、弹垫、螺母进行压接相连。
如图3所示，电路板组件2包括转速调节模块、转向调节模块、振荡器、电机控制器、隔离驱动电路和电流检测模块；所述转速调节模块、转向调节模块、振荡器的输出端连接所述电机控制器，所述电机控制器的输入端用于连接直流无刷电机中的转子位置传感器，所述电机控制器的输出端连接隔离驱动电路，所述隔离驱动电路的输出端连接功率开关器件3，所述电流检测模块连接电流检测模块；所述电机控制器用于根据转子位置传感器输出的转子位置信息，输出控制功率开关器件3导通与关闭的控制信号。所述转速调节模块为分压电路，用于将分压出不同的电压值输入到电机控制器中，进而调节转速。所述转向调节模块为高低压切换电路，用于将高压/低压输入到电机控制器中，进而切换正转/反转。还包括运行模式选择模块，用于切换直流无刷电机的工作模式：60度和120度。
图4为本发明的转速调节模块的电路原理图，直流电源经过两个电位器以及热敏电阻进行分压，输出信号(SD)至电机控制器，以控制电机转速。其中热敏电阻可根据环境温度改变阻止，以控制电机转速。
图5为本发明的转向调节模块的电路原理图，S1为控制开关，输入分别连接GND与+5V，输出连接至电机控制器，以实现转向控制。
图6为本发明的运行模式选择模块的电路原理图，S2为控制开关，输入分别连接GND与+5V，输出连接至电机控制器，以实现运行模式切换。
图7为本发明的隔离驱动电路的电路原理图，图中U9为专用驱动芯片2106，电机控制器输出信号连接至芯片2106(图中C_H与C_L)，输出端连接至三相逆变电桥(图中HC与LC)。
图8为本发明的三相逆变电桥的电路原理图，由6个功率开关器件组成，桥式电路的每一相分别连接至电机A、B、C三相绕组(图中A相、B相、C相)，以控制绕组中电流的通断。
图9为本发明的电流检测模块的电路原理图，图中R1以及R2为电流采样电阻，检测的信号(DLCY)经过放大器(LM158)进行放大，并经过瞬态抑制二极管D6保护后输入至电机控制器进行采样。
控制器工作原理：控制器由直流24V电源供电，首先由直流无刷电机中的转子位置传感器采集电机本体的转子位置信息，并将采集到的信息传输给电机控制器(电机控制器型号是MC33035)，电机控制器根据转子位置信息输出相应的控制信号，该控制信号经过隔离驱动电路后控制相应的功率开关器件3(即三相逆变电桥)的导通与关闭，控制直流无刷电机中的三相绕组中的电流方向，三相绕组中电流产生的磁场与转子磁场相互作用，转子在磁场力的作用下旋转，转子位置传感器不断的采集转子位置信息，使电机连续旋转。
该控制器能够实现电机的转速调节，通过输入模拟电压值可调节输出控制信号的占空比，从而调节电机转速，也可实现电机的转向以及工作方式的调节；控制器主回路由导电铜排、功率开关器件、采样电阻构成，主电路持续工作电流可达到60A，载流能力强，且主回路的自身电阻值非常低，既能够降低主回路的功耗、发热量，也可提高电机的运行效率。
Claims (8)
1.一种直流无刷电机控制器，其特征在于，包括壳体(1)、电路板组件(2)、功率开关器件(3)、导热绝缘垫(4)和安装板组件(5)，所述电路板组件(2)、功率开关器件(3)、导热绝缘垫(4)和安装板组件(5)固定于所述壳体(1)的内部，所述功率开关器件(3)焊接到安装板组件(5)上，所述安装板组件(5)通过螺钉紧固在壳体(1)内部，所述功率开关器件(3)和壳体(1)的接触面间隔所述导热绝缘垫(4)，所述功率开关器件(3)与壳体(1)通过紧固件固定，所述电路板组件(2)紧固在壳体(1)上，所述功率开关器件(3)用于连接直流无刷电机中的三相绕组。
2.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机控制器，其特征在于，所述紧固件包括螺钉、平垫、弹垫和螺母。
3.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机控制器，其特征在于，所述壳体(1)的外表面设有若干个凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机控制器，其特征在于，所述安装板组件(5)包括安装板(6)、导电铜排(7)、接线片(8)和采样电阻(9)；所述导电铜排(7)与接线片(8)通过铆钉铆接固定在安装板(6)上，采样电阻(9)焊接在导电铜排(7)上，接线片(8)与电路板组件(2)的引线连接，电路板组件(2)的引线与导电铜排(7)压接相连。
5.根据权利要求1所述的一种直流无刷电机控制器，其特征在于，所述电路板组件(2)包括转速调节模块、转向调节模块、振荡器、电机控制器、隔离驱动电路和电流检测模块；所述转速调节模块、转向调节模块、振荡器的输出端连接所述电机控制器，所述电机控制器的输入端用于连接直流无刷电机中的转子位置传感器，所述电机控制器的输出端连接隔离驱动电路，所述隔离驱动电路的输出端连接功率开关器件(3)构成的三相逆变电桥，所述电流检测模块连接电流检测模块；所述电机控制器用于根据转子位置传感器输出的转子位置信息，输出控制功率开关器件(3)导通与关闭的控制信号。
6.根据权利要求5所述的一种直流无刷电机控制器，其特征在于，所述电机控制器采用MC33035。
7.根据权利要求5所述的一种直流无刷电机控制器，其特征在于，所述转速调节模块为分压电路，用于将分压出不同的电压值输入到电机控制器中，进而调节转速。
8.根据权利要求5所述的一种直流无刷电机控制器，其特征在于，所述转向调节模块为高低电平切换电路，用于将高低电平输入到电机控制器中，进而切换正转/反转。
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