CN114123873A - 无刷电机控制器及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无刷电机领域，且公开了无刷电机控制器及控制系统，包括：控制模块，用于总控全局，执行指令的发送，作为核心控制端；驱动模块，用于执行启动指令，维持机械运转；电源模块，用于作为能源来源，为所有模块提供电力供应，将接入电压调整至额定电压；设定模块，用于对设备的运行参数进行设置与确定；差距感应模块，用于感应设备的到位距离，输出为电子信号，并转化为数据信息；速度感应模块，用于感应设备运行速度，并转化为数据信息；记录模块，用于对感应数据进行记录，并配置适配的格式，进行暂时保存。本发明可对到位距离和运行速度进行检测，能够及时察觉设备运行过程中的偏差，用户能够快速知悉偏差的数值，并且快速的进行相应调整。

Description

无刷电机控制器及控制系统
技术领域
本发明涉及无刷电机技术领域，具体为无刷电机控制器及控制系统。
背景技术
无刷直流电机是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步，无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于自动化设备，汽车电子，工业电子，高端民用市场；
无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。位置传感按转子位置的变化，沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流。定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供；
但是，现有的无刷电机的控制器大多缺乏对到位距离和运行速度进行检测的措施，难以及时察觉，容易使得设备运行出现故障，干扰正常使用，难以快速知悉偏差的数值，不便于快速的进行调整。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了无刷电机控制器及控制系统，能够有效地解决现有技术大多缺乏对到位距离和运行速度进行检测的措施，难以及时察觉，容易使得设备运行出现故障，干扰正常使用，难以快速知悉偏差的数值，不便于快速的进行调整的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明公开了无刷电机控制器，包括：
控制模块，用于总控全局，执行指令的发送，作为核心控制端；
驱动模块，用于执行启动指令，维持机械运转；
电源模块，用于作为能源来源，为所有模块提供电力供应，将接入电压调整至额定电压；
设定模块，用于对设备的运行参数进行设置与确定；
差距感应模块，用于感应设备的到位距离，输出为电子信号，并转化为数据信息；
速度感应模块，用于感应设备运行速度，并转化为数据信息；
记录模块，用于对感应数据进行记录，并配置适配的格式，进行暂时保存；
验证模块，用于将感应数据与设置参数进行比对，验证是否存在偏差；
存储模块，用于对验证结果进行存储；
预警模块，用于在出现偏差时，进行报警提示；
无线发送模块，用于将报警信息通过无线网络进行发送，递交向接收端；
自适应模块，用于参照历史调整数据，依据人工调整与程序调整的具体参数，进行合理数据值的二次配置；
纠错模块，用于根据接收信息，进行配置数据的重复纠错，直至运行数值与预期运行效果趋同。
更进一步地，所述差距感应模块是能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器；
检测无刷电机主转子在运动过程中的位置，将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号，为逻辑开关电路提供正确的换相信息，以控制它们的导通与截止，使电动机电枢绕组中的电流随着转子位置的变化按次序换向，形成气隙中步进式的旋转磁场，驱动永磁转子连续不断地旋转。
更进一步地，所述速度感应模块是将非电量的变化转变为电量变化的原件；
其中，设备输出电压与转速间保持线性关系，将旋转速度转变成电信号，采用磁敏电阻作为检测的元件。
更进一步地，所述预警模块在接收递交数据后，根据比对结果进行报警信息的编辑，触发编辑指令后，连通无线网络。
更进一步地，所述无刷电机控制器的实施过程，包括以下步骤：
Step1：设定无刷电机的驱动参数，并为无刷电机接通电源；
Step2：无刷电机按照预定参数驱动运行；
Step3：感应电机实际转速与实际到位距离，并将数据配置适配的格式，递交记录；
Step4：设定参数与记录参数进行比对；
Step5：比对结果一致，设备按照设定参数持续运行；
Step6：比对结果不一致，对偏差值进行计算，并对偏差部分进行标记，执行停止设备运行的指令；
Step7：进行报警提示，并编辑报警信息，通过无线网络发送至管理端；
Step8：将比对结果递交存储端进行保存。
更进一步地，所述步骤Step3中的记录属性，包括：
数据记录时间、转速参数和到位参数。
更进一步地，所述步骤Step6中的偏差值的标记，低于设定参数与高于设定参数的部分采取不同标记方式，进行独立标记。
更进一步地，所述步骤Step7中进行报警提示的表现方式，包括：
语音报告提醒与灯光闪烁提醒。
更进一步地，所述步骤Step8中的存储端数据的读取方法，包括：
外部介质读取与无线网络读取；
其中，外部介质读取需要人工手动操作；
无线网络读取通过软件设定自动读取可远程遥控读取。
一种无刷电机控制系统，包括所述的无刷电机的控制器。
（三）有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明通过增加可对到位距离和运行速度进行检测的措施，能够及时察觉设备运行过程中的偏差，保证设备的正常运行，避免干扰正常使用，用户能够快速知悉偏差的数值，并且快速的进行相应调整，保证实用性。
2、本发明可在运行出现偏差时，进行语音播报与灯光闪烁的双重提醒，还可以发送远程信息到用户的移动设备上，使得用户能够及时的进行问题处理，降低因为参数偏差带来的经济损失。
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为无刷电机控制器的结构示意图；
图2为本发明中的无刷电机控制器实施过程的流程示意图；
图3为本发明的架构演示图；
图中的标号分别代表：1、控制模块；2、驱动模块；3、电源模块；4、设定模块；5、差距感应模块；6、速度感应模块；7、记录模块；8、验证模块；9、存储模块；10、预警模块；11、无线发送模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的无刷电机控制器，如图1和图3所示，包括：
控制模块1，用于总控全局，执行指令的发送，作为核心控制端；
驱动模块2，用于执行启动指令，维持机械运转；
电源模块3，用于作为能源来源，为所有模块提供电力供应，将接入电压调整至额定电压；
设定模块4，用于对设备的运行参数进行设置与确定；
差距感应模块5，用于感应设备的到位距离，输出为电子信号，并转化为数据信息；
速度感应模块6，用于感应设备运行速度，并转化为数据信息；
记录模块7，用于对感应数据进行记录，并配置适配的格式，进行暂时保存；
验证模块8，用于将感应数据与设置参数进行比对，验证是否存在偏差；
存储模块9，用于对验证结果进行存储；
预警模块10，用于在出现偏差时，进行报警提示；
无线发送模块11，用于将报警信息通过无线网络进行发送，递交向接收端；
自适应模块12，用于参照历史调整数据，依据人工调整与程序调整的具体参数，进行合理数据值的二次配置；
纠错模块13，用于根据接收信息，进行配置数据的重复纠错，直至运行数值与预期运行效果趋同。
如图1所示，所述差距感应模块5是能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器；
检测无刷电机主转子在运动过程中的位置，将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号，为逻辑开关电路提供正确的换相信息，以控制它们的导通与截止，使电动机电枢绕组中的电流随着转子位置的变化按次序换向，形成气隙中步进式的旋转磁场，驱动永磁转子连续不断地旋转。
如图1所示，所述速度感应模块6是将非电量的变化转变为电量变化的原件；
其中，设备输出电压与转速间保持线性关系，将旋转速度转变成电信号，采用磁敏电阻作为检测的元件。
如图1所示，所述预警模块10在接收递交数据后，根据比对结果进行报警信息的编辑，触发编辑指令后，连通无线网络。
本实施例在具体实施时，通过控制模块1总控全局，通过电源模块3为各用电模块提供电力供应，通过驱动模块2驱动机械部件，通过设定模块4对设备的运行参数进行设定，通过差距感应模块5对设备运行过程中的到位距离进行检测，速度感应模块6对设备运行过程中的速度进行检测，通过记录模块7对检测参数进行记录，验证模块8将检测参数与设定参数进行验证比对，并递交存储模块9进行存储，预警模块10进行报警提醒，并通过无线发送模块11进行无线网络的发送。
实施例2
在其他层面，本实施例还提供一种无刷电机控制器的实施过程，如图2所示，包括以下步骤：
Step1：设定无刷电机的驱动参数，并为无刷电机接通电源；
Step2：无刷电机按照预定参数驱动运行；
Step3：感应电机实际转速与实际到位距离，并将数据配置适配的格式，递交记录；
Step4：设定参数与记录参数进行比对；
Step5：比对结果一致，设备按照设定参数持续运行；
Step6：比对结果不一致，对偏差值进行计算，并对偏差部分进行标记，执行停止设备运行的指令；
Step7：进行报警提示，并编辑报警信息，通过无线网络发送至管理端；
Step8：将比对结果递交存储端进行保存。
如图2所示，所述步骤Step3中的记录属性，包括：数据记录时间、转速参数和到位参数。
如图2所示，所述步骤Step6中的偏差值的标记，低于设定参数与高于设定参数的部分采取不同标记方式，进行独立标记。
如图2所示，所述步骤Step7中进行报警提示的表现方式，包括：
语音报告提醒与灯光闪烁提醒。
如图2所示，所述步骤Step8中的存储端数据的读取方法，包括：
外部介质读取与无线网络读取；
其中，外部介质读取需要人工手动操作。
实施例3
一种无刷电机控制系统，包括所述的无刷电机的控制器。
经由此设置，可对到位距离和运行速度进行检测，能够及时察觉设备运行过程中的偏差，保证设备的正常运行，避免干扰正常使用，用户能够快速知悉偏差的数值，并且快速的进行相应调整，保证实用性；
可在运行出现偏差时，进行语音播报与灯光闪烁的双重提醒，还可以发送远程信息到用户的移动设备上，使得用户能够及时的进行问题处理，降低因为参数偏差带来的经济损失。
实施例4
本实施例中，当无刷电机控制器检测到加速踏板在上电时的信号异常时禁止对电机输出，并发出报警信号；
当无刷电机控制器的输入电压超过其最大输入电压时自动发出报警信号；而当无刷电机控制器的输入电压低于其最小输入电压时自动报警信号；
当无刷电机控制器在超过规定温度时自动停止运行，并在温度降低到允许值时才可以继续运行；而当无刷电机控制器的母线或相线电流超过允许值时应能自动断电保护并发出报警信号
综上所述，本发明通过控制模块1总控全局，通过电源模块3为各用电模块提供电力供应，通过驱动模块2驱动机械部件，通过设定模块4对设备的运行参数进行设定，通过差距感应模块5对设备运行过程中的到位距离进行检测，速度感应模块6对设备运行过程中的速度进行检测，通过记录模块7对检测参数进行记录，验证模块8将检测参数与设定参数进行验证比对，并递交存储模块9进行存储，预警模块10进行报警提醒，并通过无线发送模块11进行无线网络的发送；
本发明可对到位距离和运行速度进行检测，能够及时察觉设备运行过程中的偏差，保证设备的正常运行，避免干扰正常使用，用户能够快速知悉偏差的数值，并且快速的进行相应调整，保证实用性；
可在运行出现偏差时，进行语音播报与灯光闪烁的双重提醒，还可以发送远程信息到用户的移动设备上，使得用户能够及时的进行问题处理，降低因为参数偏差带来的经济损失。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.无刷电机控制器，其特征在于，包括：
控制模块（1），用于总控全局，执行指令的发送，作为核心控制端；
驱动模块（2），用于执行启动指令，维持机械运转；
电源模块（3），用于作为能源来源，为所有模块提供电力供应，将接入电压调整至额定电压；
设定模块（4），用于对设备的运行参数进行设置与确定；
差距感应模块（5），用于感应设备的到位距离，输出为电子信号，并转化为数据信息；
速度感应模块（6），用于感应设备运行速度，并转化为数据信息；
记录模块（7），用于对感应数据进行记录，并配置适配的格式，进行暂时保存；
验证模块（8），用于将感应数据与设置参数进行比对，验证是否存在偏差；
存储模块（9），用于对验证结果进行存储；
预警模块（10），用于在出现偏差时，进行报警提示；
无线发送模块（11），用于将报警信息通过无线网络进行发送，递交向接收端；
自适应模块（12），用于参照历史调整数据，依据人工调整与程序调整的具体参数，进行合理数据值的二次配置；
纠错模块（13），用于根据接收信息，进行配置数据的重复纠错，直至运行数值与预期运行效果趋同。
2.根据权利要求1所述的无刷电机控制器，其特征在于，所述差距感应模块（5）是能感受被测物的位置并转换成可用输出信号的传感器；
检测无刷电机主转子在运动过程中的位置，将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号，为逻辑开关电路提供正确的换相信息，以控制它们的导通与截止，使电动机电枢绕组中的电流随着转子位置的变化按次序换向，形成气隙中步进式的旋转磁场，驱动永磁转子连续不断地旋转。
3.根据权利要求1所述的无刷电机控制器，其特征在于，所述速度感应模块（6）是将非电量的变化转变为电量变化的原件；
其中，设备输出电压与转速间保持线性关系，将旋转速度转变成电信号，采用磁敏电阻作为检测的元件。
4.根据权利要求1所述的无刷电机控制器，其特征在于，所述预警模块（10）在接收递交数据后，根据比对结果进行报警信息的编辑，触发编辑指令后，连通无线网络。
5.根据权利要求1所述的无刷电机控制器，其特征在于，所述无刷电机控制器的实施过程，包括以下步骤：
Step1：设定无刷电机的驱动参数，并为无刷电机接通电源；
Step2：无刷电机按照预定参数驱动运行；
Step3：感应电机实际转速与实际到位距离，并将数据配置适配的格式，递交记录；
Step4：设定参数与记录参数进行比对；
Step5：比对结果一致，设备按照设定参数持续运行；
Step6：比对结果不一致，对偏差值进行计算，并对偏差部分进行标记，执行停止设备运行的指令；
Step7：进行报警提示，并编辑报警信息，通过无线网络发送至管理端；
Step8：将比对结果递交存储端进行保存。
6.根据权利要求5所述的无刷电机控制器，其特征在于，所述步骤Step3中的记录属性，包括：
数据记录时间、转速参数和到位参数。
7.根据权利要求5所述的无刷电机控制器，其特征在于，所述步骤Step6中的偏差值的标记，低于设定参数与高于设定参数的部分采取不同标记方式，进行独立标记。
8.根据权利要求5所述的无刷电机控制器，其特征在于，所述步骤Step7中进行报警提示的表现方式，包括：
语音报告提醒与灯光闪烁提醒。
9.根据权利要求5所述的无刷电机控制器，其特征在于，所述步骤Step8中的存储端数据的读取方法，包括：
外部介质读取与无线网络读取；
其中，外部介质读取需要人工手动操作；
无线网络读取通过软件设定自动读取可远程遥控读取。
10.一种无刷电机控制系统，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的无刷电机控制器。
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