CN117856700A - 一种电机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种电机控制系统，包括CON2开关控制电路、刹车霍尔电路、单片机及转速控制电路，所述CON2开关控制电路、刹车霍尔电路及转速控制电路连接所述单片机，本发明通过CON2开关控制电路、刹车霍尔电路、单片机及转速控制电路的协同工作，该系统实现了对电机的精确控制。当启动按键被按下时，单片机发送PWM信号至P‑MOTO，启动第一推挽电路，进而控制MOS管STP75NF75开启电机，不仅功能强大，而且操作简便，为使用者提供了极大的便利。本发明电机控制系统功能全面，操作简便，是现代工业生产和家用电器中的理想选择。无论是对于工业生产还是家用电器，它都能提供稳定、可靠的电机控制，大大提高了生产效率和使用的便捷性。

Description

一种电机控制系统

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种电机控制系统。

背景技术

电机，作为能源转换的核心装置，承担着将电能高效转化为机械能的重要任务，其稳定运行对现代工业、交通、科技等众多领域的发展至关重要。随着科技的不断进步，电机技术也在持续演进，对于提高能源利用效率、优化能源结构、促进产业升级等方面的影响日益显著。

电机在各种场景中的应用都极为广泛。在工业领域，电机驱动着众多机械设备的运转，如机床、泵、风机等。而在交通运输领域，电动汽车、轨道交通等电机驱动的车辆逐渐成为主流。此外，电机在电力、新能源、航空航天等领域也有着不可或缺的应用。因此，对电机的有效控制显得尤为关键，尤其是需要研发一种具备智能控制且安全性能高的控制系统。

针对这一问题，本文提出了一种创新的电机控制系统。该系统通过采用先进的控制策略和技术手段，实现对电机的智能调控，保障其稳定、安全、高效地运行。这一系统的研发对于提升电机控制水平、推动相关产业的发展具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种电机控制系统，用于解决上述问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种电机控制系统，包括CON2开关控制电路、刹车霍尔电路、单片机及转速控制电路，所述CON2开关控制电路、刹车霍尔电路及转速控制电路连接所述单片机，所述单片机通过第一三极管连接第一推挽电路，所述第一推挽电路通过MOS管STP75NF75连接电机，并在CON2开关控制电路通路时通过第一推挽电路控制MOS管STP75NF75开启电机，所述单片机通过第二三极管连接第二推挽电路，所述第二推挽电路通过MOS管IRF4905PBF连接电机控制电路，并在所述刹车霍尔电路发送信号后通过第二推挽电路控制MOS管IRF4905PBF减速电机。

更进一步的，所述CON2开关控制电路外接启动按键，并在所述启动按键摁下时，所述单片机发送PWM信号至P-MOTO控制所述第一三极管启动所述第一推挽电路。

更进一步的，所述转速控制电路包括按键开关SW1、SW2及SW3，所述按键开关SW1、SW2及SW3分别连接有电阻R8、R14及R15。

更进一步的，所述按键开关SW3为启动速度调节开关，所述按键开关SW1为增速开关，所述按键开关SW2为减速开关，所述按键开关SW1和按键开关SW2组合形成1-10档位。

更进一步的，所述第一推挽电路和第二推挽电路均由两个三极管组成。

更进一步的，所述电机控制系统还包括电源电路。

更进一步的，所述电源电路设有串联稳压电路，所述串联稳压电路由三极管Q1、二极管ZD1、电阻R30及电阻R31。

更进一步的，所述刹车霍尔电路输出高电平有效，用于控制刹车操作，所述刹车霍尔电路通过CON1刹车启动电路连接所述单片机。

更进一步的，所述电机控制系统中松开CON2开关控制电路，在机芯推动到所述刹车霍尔电路时，所述刹车霍尔电路输出高电平控制刹车。

更进一步的，所述启动按键，在开机状态，此启动按键闭合启动电机工作，弹开后停止工作，电机每次启动后，接收到所述刹车霍尔电路发送的霍尔信号后停机。

本发明的有益效果为：

本发明中在接通电源后，高清屏幕立刻呈现出绚丽的画面，但仅持续了2秒便回归宁静。为唤醒这台机器，只需轻触开机键，随即进入工作状态，屏幕上清晰地显示出当前的转速设定，默认值为5挡，数字“05”在屏幕中闪烁。

本发明中为确保机器的正常运行，一旦检测到非预期的信号，机器将立刻进入保护模式并停止工作。这种设计充分体现了对操作人员的关怀与保护。

本发明中若电机在启动后的3秒内未能接收到霍尔信号，将果断停机。此时，屏幕上将显示E2错误代码，以此提醒操作者：“出现故障，请立即处理。”这不仅展现了机器的智能化设计，更彰显了对使用者生命安全的尊重。遇到这种情况，只需重新断电再启动，一切将恢复正常。

本发明电机控制系统功能全面，操作简便，是现代工业生产和家用电器中的理想选择。无论是对于工业生产还是家用电器，它都能提供稳定、可靠的电机控制，大大提高了生产效率和使用的便捷性。

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是本发明电机控制系统电路原理图；

图2是本发明转速控制电路原理图；

图3是本发明CON1刹车启动电路原理图；

图4是本发明CON2开关控制电路原理图；

图5是本发明电源电路原理图。

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做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。

实施例1

参照图1所示，本实施例提供一种电机控制系统，包括CON2开关控制电路、刹车霍尔电路、单片机及转速控制电路，所述CON2开关控制电路、刹车霍尔电路及转速控制电路连接所述单片机，所述单片机通过第一三极管连接第一推挽电路，所述第一推挽电路通过MOS管STP75NF75连接电机，并在CON2开关控制电路通路时通过第一推挽电路控制MOS管STP75NF75开启电机，所述单片机通过第二三极管连接第二推挽电路，所述第二推挽电路通过MOS管IRF4905PBF连接电机控制电路，并在所述刹车霍尔电路发送信号后通过第二推挽电路控制MOS管IRF4905PBF减速电机。

本实施例电机控制系统不仅功能强大，而且操作简便，为使用者提供了极大的便利。通过CON2开关控制电路、刹车霍尔电路、单片机及转速控制电路的协同工作，该系统实现了对电机的精确控制。当启动按键被按下时，单片机发送PWM信号至P-MOTO，启动第一推挽电路，进而控制MOS管STP75NF75开启电机。

本实施例转速控制电路的设计也非常人性化，通过按键开关SW1、SW2及SW3的组合，使用者可以轻松实现电机的加速、减速和档位调节。其中，SW3为启动速度调节开关，SW1为增速开关，SW2为减速开关。而按键开关SW1和SW2的组合则形成了1-10档位，满足了不同使用场景的需求。

本实施例中，当刹车霍尔电路输出高电平时，系统会自动控制电机减速，确保使用的安全。值得一提的是，当松开CON2开关控制电路时，如果机芯推动到刹车霍尔电路，系统也会自动刹车。

本实施例中在电源电路方面，该系统采用了串联稳压电路，由三极管Q1、二极管ZD1、电阻R30及电阻R31组成，确保了系统的稳定运行。

总之，本实施例电机控制系统功能全面，操作简便，是现代工业生产和家用电器中的理想选择。无论是对于工业生产还是家用电器，它都能提供稳定、可靠的电机控制，大大提高了生产效率和使用的便捷性。

实施例2

在实施例1的基础上，参照图2所示，本实施例提供一种转速控制电路，本实施例转速控制电路包括按键开关SW1、SW2及SW3，所述按键开关SW1、SW2及SW3分别连接有电阻R8、R14及R15。

本实施例按键开关SW3为启动速度调节开关，所述按键开关SW1为增速开关，所述按键开关SW2为减速开关，所述按键开关SW1和按键开关SW2组合形成1-10档位。

本实施例进一步的优选时，转速控制电路还包括电容C1、C2和C3，以及三个LED灯D1、D2和D3。

本实施例按键开关SW1和SW2组合形成1-10档位，每个档位对应不同的输出电压。当按键开关SW1和SW2处于不同的挡位时，电容C1和C2会充电至不同的电压值，从而控制电机的转速。

作为本实施例的优选，例如，当SW1处于第1挡位，SW2处于第2挡位时，电容C1和C2充电至第1挡位的电压值，电机以第1挡位的转速旋转；当SW1处于第5挡位，SW2处于第6挡位时，电容C1和C2充电至第6挡位的电压值，电机以第6挡位的转速旋转。

本实施例LED灯D1、D2和D3分别与电阻R8、R14及R15连接，用于显示当前挡位。当电容C1、C2或C3充电时，相应的LED灯会亮起，指示当前的挡位。

此外，按键开关SW3为启动速度调节开关。当按下SW3时，电机开始旋转，并且可以通过按键开关SW1和SW2来调节电机的转速。

整个转速控制电路通过按键开关、电阻、电容和LED灯等元件的组合，实现了对电机转速的精确控制，并且可以通过LED灯直观地显示当前的挡位。

实施例3

在实施例1的基础上，参照图3所示，本实施例提供一种CON1刹车启动电路，该电路通过刹车霍尔电路输出高电平有效，用于控制刹车操作。所述刹车霍尔电路通过CON1刹车启动电路连接单片机，从而实现通过单片机对刹车操作的精确控制。

参照图4所示，本实施例提供一种CON2开关控制电路，该电路在CON2开关控制电路通路时通过第一推挽电路控制MOS管STP75NF75开启电机。通过第一推挽电路的控制，可以实现电机的平稳启动和停止，从而提高控制精度和稳定性。

本实施例中，刹车启动电路和开关控制电路的结合使用，可以实现电机的精确控制和稳定运行。同时，通过单片机对整个电路的控制，可以进一步提高系统的智能化和自动化程度，为实际应用提供更加可靠和高效的解决方案。

实施例4

在实施例1的基础上，参照图5所示，本实施例提供一种电源电路，本实施例电源电路设有串联稳压电路，所述串联稳压电路由三极管Q1、二极管ZD1、电阻R30及电阻R31构成。

作为本实施例的一种变形，提供一种电源电路，本实施例电源电路设有串联稳压电路，所述串联稳压电路由三极管Q1、二极管ZD1、电阻R30及电阻R31构成，其中，三极管Q1的基极通过电阻R30连接至电源输入端VCC，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过二极管ZD1连接至电源输出端VOUT。

作为本实施例的一种变形，提供一种电源电路，本实施例电源电路设有并联稳压电路，所述并联稳压电路由三极管Q2、二极管ZD2、电阻R32及电阻R33构成。其中，三极管Q2的基极通过电阻R32连接至电源输入端VCC，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极通过二极管ZD2连接至电源输出端VOUT。

作为本实施例的一种变形，提供一种电源电路，本实施例电源电路设有电压比较器电路，所述电压比较器电路由运放U1A、电阻R34、电阻R35、电容C1及电容C2构成。其中，运放U1A的反相输入端通过电阻R34连接至电源输入端VCC，运放U1A的同相输入端通过电阻R35连接至电源输出端VOUT，运放U1A的输出端分别连接至电容C1及电容C2的接地端。

实施例5

在上述实施例的基础上，本实施例对电机控制系统的功能进行说明：首先显示界面、使用2位红色数码管显示。

本实施例操作按钮使用说明如下：

2.1开机按钮：单击开机按钮，设备将开机并进入待机状态，显示当前设置速度默认5档，即“05”。再次单击关机按钮，设备将关闭并退出待机状态。

2.2加按键：单击加按键一次，设备将增加一档速度，最高可调至10档。需要注意的是，每次增加速度后都需要记忆设置，以便下次开机时能够保持当前设置。

2.3减按键：单击减按键一次，设备将减少一档速度，最低可调至1档。同样需要记忆设置，以便下次开机时能够保持当前设置。

2.4外接启动按键：在开机状态下，将外接启动开关闭合，设备将启动电机工作。松开外接启动按键，电机将停止工作。需要注意的是，电机每次启动后必须等到检测到停止霍尔位置信号后才能停机。

本实施例操作流程如下：

机器通电后，屏幕全显示2S后进入待机状态显示。单击开机按键，机器进入工作状态并显示当前设置速度默认5档，即“05”。此时按下启动按键，机器开始工作。松开启动按键，电机停止工作。需要注意的是，停止前必须检测到停止霍尔位置信号，只有当霍尔信号被检测到时，电机才会停止工作。这是定点停机功能的重要应用。

本实施例的保护机制为霍尔保护。如果电机启动后3S内未检测到霍尔信号，则认为发生了霍尔故障或者电机堵转情况。此时设备将显示E2错误代码，并自动断电以保护设备安全。为了恢复设备正常工作，需要重新断电后再开机。

综上，本发明中在接通电源后，高清屏幕立刻呈现出绚丽的画面，但仅持续了2秒便回归宁静。为唤醒这台机器，只需轻触开机键，随即进入工作状态，屏幕上清晰地显示出当前的转速设定，默认值为5挡，数字“05”在屏幕中闪烁。

本发明中为确保机器的正常运行，一旦检测到非预期的信号，机器将立刻进入保护模式并停止工作。这种设计充分体现了对操作人员的关怀与保护。

本发明中若电机在启动后的3秒内未能接收到霍尔信号，将果断停机。此时，屏幕上将显示E2错误代码，以此提醒操作者：“出现故障，请立即处理。”这不仅展现了机器的智能化设计，更彰显了对使用者生命安全的尊重。遇到这种情况，只需重新断电再启动，一切将恢复正常。

本发明电机控制系统功能全面，操作简便，是现代工业生产和家用电器中的理想选择。无论是对于工业生产还是家用电器，它都能提供稳定、可靠的电机控制，大大提高了生产效率和使用的便捷性。

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)

1.一种电机控制系统，其特征在于，包括CON2开关控制电路、刹车霍尔电路、单片机及转速控制电路，所述CON2开关控制电路、刹车霍尔电路及转速控制电路连接所述单片机，所述单片机通过第一三极管连接第一推挽电路，所述第一推挽电路通过MOS管STP75NF75连接电机，并在CON2开关控制电路通路时通过第一推挽电路控制MOS管STP75NF75开启电机，所述单片机通过第二三极管连接第二推挽电路，所述第二推挽电路通过MOS管IRF4905PBF连接电机控制电路，并在所述刹车霍尔电路发送信号后通过第二推挽电路控制MOS管IRF4905PBF减速电机。

2.根据权利要求1所述的一种电机控制系统，其特征在于，所述CON2开关控制电路外接启动按键，并在所述启动按键摁下时，所述单片机发送PWM信号至P-MOTO控制所述第一三极管启动所述第一推挽电路。

3.根据权利要求1所述的一种电机控制系统，其特征在于，所述转速控制电路包括按键开关SW1、SW2及SW3，所述按键开关SW1、SW2及SW3分别连接有电阻R8、R14及R15。

4.根据权利要求3所述的一种电机控制系统，其特征在于，所述按键开关SW3为启动速度调节开关，所述按键开关SW1为增速开关，所述按键开关SW2为减速开关，所述按键开关SW1和按键开关SW2组合形成1-10档位。

5.根据权利要求1所述的一种电机控制系统，其特征在于，所述第一推挽电路和第二推挽电路均由两个三极管组成。

6.根据权利要求1所述的一种电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统还包括电源电路。

7.根据权利要求6所述的一种电机控制系统，其特征在于，所述电源电路设有串联稳压电路，所述串联稳压电路由三极管Q1、二极管ZD1、电阻R30及电阻R31。

8.根据权利要求1所述的一种电机控制系统，其特征在于，所述刹车霍尔电路输出高电平有效，用于控制刹车操作，所述刹车霍尔电路通过CON1刹车启动电路连接所述单片机。

9.根据权利要求8所述的一种电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统中松开CON2开关控制电路，在机芯推动到所述刹车霍尔电路时，所述刹车霍尔电路输出高电平控制刹车。

10.根据权利要求1所述的一种电机控制系统，其特征在于，所述启动按键，在开机状态，此启动按键闭合启动电机工作，弹开后停止工作，电机每次启动后，接收到所述刹车霍尔电路发送的霍尔信号后停机。