CN202127383U - 一种电机通用控制器和电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机控制器的技术领域，公开了一种电机通用控制器以及包括该电机通用控制器的电器，所述的电机通用控制器包括可与电机电性连接的主控制器以及可与上位机电性连接且可与上位机相互传输数据的设定器，所述设定器与所述主控制器电性连接。与现有技术相比，本实用新型中的电机通用控制器可以和上位机进行通信，从而可以很方便的扩展功能，其功能不单一，且针对不同类型的电机，该控制器可以通过上位机进行二次编辑，可以适用于各种类型的电机控制，具有通用性，且二次开发的成本低、开发时间短。

Description

一种电机通用控制器和电器

技术领域

本实用新型涉及电机控制器的技术领域，尤其涉及一种电机通用控制器以及包括该电机通用控制器的电器。

背景技术

现代工业中，无刷直流电机由于其具有外型紧凑、结构简单、高效率、低噪音、较长使用寿命等优点，而得到了越来越广泛的应用。

在现时工业运用中，针对各式各样的无刷直流电机，针对无刷直流电机的各种各样的控制器也是层出不穷，综合来讲，现有的控制器主要用于控制无刷电机的起动、停止、正反转以及调节无刷直流电机的转速、对电机的过流、过压和堵转等状态进行保护。

现有技术中的控制器的最大优点是操作简单，使用方便，但是，其也具有多方面的缺陷，例如，其功能比较单一，如果需要实现比较复杂的功能，就需要在该控制器的外部再配备相应的控制单元；另一方面，现有技术中的控制器主要是针对特定类型的无刷直流电机，这样，如果用户更换了不同类型的无刷直流电机，那么用户就需要对控制器进行修改或是更换与新的无刷直流电机相对应的控制器，也就是说现有的控制器不具有通用性，实用范围小，而这些也将导致控制器的二次开发成本增加，二次开发时间延长。

现有技术中，无刷直流电机也广泛运用于洗衣机、豆浆机以及跑步机等家用电器中，利用控制器对无刷直流电机的控制，从而实现各类电器的运作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电机通用控制器，旨在解决现有的无刷直流电机控制器功能单一、适用范围小以及二次开发成本高、时间多的问题。

本实用新型是这样实现的，一种电机通用控制器，包括可与电机电性连接的主控制器以及可与上位机电性连接且可与上位机相互传输数据的设定器，所述设定器与所述主控制器电性连接。

进一步地，所述主控制器中具有可与电机电性连接的第一芯片，所述设定器中具有可与所述第一芯片以及上位机电性连接的第二芯片。

进一步地，还包括串口线，所述主控制器上具有可与所述第一芯片电性连接的第一串口，所述设定器具有可与所述第二芯片电性连接的第二串口以及用于与上位机电性连接的第三串口。

进一步地，所述设定器具有用于显示数据的显示屏以及控制数据显示的显示电路，所述显示电路电性连接于第二芯片。

进一步地，所述设定器具有按钮区以及按键电路，所述按钮区中具有用于导通按键电路的按钮，所述按键电路电性连接于第二芯片。

进一步地，所述第一芯片为单片机，所述单片机内具有可用于存储数据的可擦写存储器。

进一步地，所述主控制器中具有用于温度检测的温度检测电路，所述温度检测电路电性连接于第一芯片。

进一步地，所述温度检测电路中具有热电偶。

进一步地，所述主控制器具有用于控制电机紧急刹车的电子刹车电路，其电性连接于第一芯片。

本实用新型还提供一种电器，其包括电机以及上述的可控制所述电机的电机通用控制器。

与现有技术相比，本实用新型中的电机通用控制器可以和上位机进行通信，从而可以很方便的扩展功能，其功能不单一，且针对不同类型的电机，该控制器可以通过上位机进行二次编辑，可以适用于各种类型的电机控制，具有通用性，且二次开发的成本低、开发时间短；上述的电器包括了该电机通用控制器，其具有开发成本低以及功能多样化等优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的控制器的立体示意简图；

图2是本实用新型实施例提供的控制器的功能框架图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种电机通用控制器，包括可与电机电性连接的主控制器以及可与上位机电性连接且可与上位机相互传输数据的设定器，所述设定器与所述主控制器电性连接。

本实用新型中的控制器可以和上位机进行通信，从而可以很方便的扩展功能，且针对不同类型的电机，该控制器可以通过上位机进行二次编辑，具有通用性，且二次开发的成本低、开发时间短。

以下以控制无刷直流电机的通用控制器为例，结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述，当然，本实用新型的电机通用控制器并不仅仅限制于本实施例，其可以为控制其它类型电机的控制器。

如图1～2所示，为本实用新型一较佳实施例。

该控制器1包括主控制器12以及可控制该主控制器12的设定器11，该主控制器12电性连接于无刷直流电机，可控制该无刷直流电机，即控制无刷直流电机的起动、停止、正反转、转速信号的输入以及电压、电流和堵转等保护功能，该设定器11电性连接于主控制器12，可以控制主控制器12，可以与主控制进行数据传输，且该设定器11还可电性连接于上位机，与上位机进行数据传输，该设计的控制器1一方面可以扩展控制器1的适配范围，即使用户更换了无刷直流电机的类型，用户也可以直接通过设定器11从上位机上下载对应类型的无刷直流电机的程序，进而使得控制器1与新类型的无刷直流电机相匹配，即该控制器1具有通用性，控制器1能够与不同类型的无刷直流电机匹配，例如能控制三相的无刷直流电机，也能操作单相的无刷直流电机；另一方面，由于主控制器12、设定器11以及上位机相互电性连接，且可以相互传递数据，这样，控制器1除了提供信号警示无刷直流电机不正常的运行状态，还能监测电机正常运行时的状态；再者，由于该设定器11与上位机电性连接，且可以与上位机之间相互传输数据，这样，该控制器1不仅可以控制电机实现用户所需的功能，当用户需要增加新的功能时，可以直接通过上位机进行编辑设定，不需要用户再配备外部控制单元，降低该控制器1的开发成本以及开发时间。

该主控制器12内具有第一芯片，该第一芯片电性连接于无刷直流电机，其可以无刷直流电机，即控制无刷直流电机的起动、停止、正反转、转速信号的输入以及电压、电流和堵转等保护功能，设定器内具有第二芯片，该第二芯片电性连接于该第一芯片，其可以控制该第一芯片，且可以电性连接于上位机，这样，通过设定器中的第二芯片，实现上位机、设定器11以及主控制器12三者的相互电性连接以及上位机和主控器之间的数据传输。具体地，该控制器1还包括串口线13，主控制器12具有与第一芯片电性连接的第一串口(图中未标出)，设定器11则具有与第二芯片电性连接的第二串口(图中未标出)，主控制器12和设定器11之间通过串口线与第一串口、第二串口的连接，则可以实现设定器11和主控制器12的电性连接，且该串口线13可用于设定器11和主控制器12之间的数据传输，另外，设定器11上还具有与第二芯片电性连接的第三串口111，通过该第三串口111，设定器11可以和上位机进行数据传递，即可以将上位机中的数据传递到控制器1中，以适用于控制器1对不同类型的无刷直流电机的控制，也可以将无刷直流电机的工作状况参数传递到上位机中，使得上位机可以对无刷直流电机进行监控。

本实施例中，设定器11和主控制器12之间、设定器11和上位机之间的电性连接遵从UART通信协议。

当然，设定器11和主控制器12之间以及设定器11和上位机之间也可以通过无线遥控的方式实现电性连接，并不仅仅限制于上述的串口线13连接。

本实施例中的设定器11为手持式设定器11，即用户可以直接握住该设定器11对无刷直流电机进行控制，其使用方便。

为了使得该控制器1更加人性化，该设定器11还具有用于显示数据的显示屏112以及显示电路，该显示电路电性连接于第二芯片，其可以控制数据在显示屏112的显示，主要用于对电机运行状况数据以及设定参数的显示。

该设定器11还具有按钮区113以及按键电路，按钮区113中具有用于导通按键电路的按钮114，按键电路电性连接第二芯片，这样，当用户需要对无刷直流电机进行控制时，则可以直接通过按动按钮114，使得按键114导通按键电路，从而实现对主控制器12的控制以及操作。

该控制器1的主控制器12的第一芯片为单片机(MCU)，该单片机中具有可擦写存储器(EEPROM)，这样，当用户通过上位机对控制器1进行系统参数以及运行数据的修改或设定时，或者进行控制器1多种功能的扩展和选择时，用户不需要在控制器1中增加硬件以及对该硬件的软件设计，可以直接利用可擦写存储的特性，进行多次编辑，从而简化控制器1的开发成本。

本实施例中的可擦写存储器的容量为2Kb，当然，用户根据需要，也可以选择具有更大或者小容量的可擦写存储器。

在本实施例中的主控制器12中，还具有温度检测电路，该温度检测电路电性连接于第一芯片，这样，通过该温度检测电路，用户可以实现一些与温度检测相关的功能，简化用户的设计。

该温度检测电路中主要采用热电偶元件，本实施例中的热电偶为K型热电偶，其可扩展了温度检测范围和检测精度。

为了使得无刷直流电机能够适用于紧急刹车的场合，方便用户的使用，该控制器1的主控制器12中还具有电子刹车电路，其电性连接于第一芯片，用于控制无刷直流电机的紧急刹车。

本实施例中的控制器1的一些设定操作如下：

手持式设定器11通过UART通信协议与主控制器12电性连接，用户通过手持式设定器11设定无刷直流电机的运行时序，至少可以设置一个运行时序，可以根据存储器的容量对运行时序进行扩充，用以满足用户的需要，每个时序包含六个参数，分别是：初始速度、运行速度、结束速度、加速时间、运行时间和减速时间，并且还可以设置这几个时序是循环运行还是顺序运行，主控制器12接收到这些参数后，将其写入可擦写存储器中，然后根据外部的起停信号和这些参数控制无刷直流电机的运行。

主控制器12采集系统的运行参数，如转速、电压、电流和温度信号等参数，其中有些参数位暂时保留，用于以后功能的扩展，并将这些参数通过串口线13传递给手持式设定器11，然后手持式设定器11再通过串口线传送给上位机，上位机软件根据这些参数画出实时曲线图，用于监视电机的运行状态。

上位机软件中还提供了系统参数设置界面，通过这个界面，可以设置电机的一些参数，如电机的极对数、额定电压、电流和转速、转速闭环的PID参数、电压、电流等的极限值以及无刷直流电机无传感器运行时的起动参数等参数。上位机软件通过串口线将这些数据传递给手持式设定器11，然后手持式设定器11传送给主控制器12，主控制器12接收到这些参数后，将其写入可擦写存储器中，根据这些参数控制电机的运行。

在上位机软件上实现了对电机起停、正反转和转速调节的功能，可以实现对无刷直流电机的远程控制，实现方法是先通过设置系统参数，选择上位机控制，然后将这些参数传递给主控制器12，这样主控制器12上的起停、正反转和转速调节信号就会失效，需要通过上位机软件来控制这三个参数。

该控制器1中，第一芯片通过信号采集电路不断的采集无刷直流电机的数据，并将这些数据经过处理以后，传递至上位机或设定器11中进行显示，与第一芯片电性连接的温度检测电路、电流检测电路以及电压检测电路可不断的检测温度、电流、电压等参数的变化，且电子刹车电路可用于对无刷直流电机出现紧急状况时，进行紧急刹车；设定器11中与第二芯片电性连接的按键电路以及显示电路，则可以用于用户直观观测或操作。

本实用新型提供的电机通用控制器广泛运用于各类家用电器中，例如洗衣机、豆浆机、跑步机等，因此，本实用新型还提供了一种电器，该电器包括有无刷直流电机以及上述的可控制该无刷直流电机的控制器1，这样，用户只需要通过手持式设定器11根据具体的电器需求对主控制器进行设定，就能让无刷直流电机按照设定的时序进行运行，而不需要增加其他的外设，简化了终端产品的设计，节约了设计成本和时间，用户也可以直接经过上位机对控制器1的功能进行扩展，当电器做了修改，也不必更换控制器1，直接通过上位机对控制器1进行二次编辑则可。

上述的电器中的电机可以为其它类型的电机，并不仅仅限制于无刷直流电机。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种电机通用控制器，其特征在于，包括可与电机电性连接的主控制器以及可与上位机电性连接且可与上位机相互传输数据的设定器，所述设定器与所述主控制器电性连接。

2.如权利要求1所述的一种电机通用控制器，其特征在于，所述主控制器中具有可与电机电性连接的第一芯片，所述设定器中具有可与所述第一芯片以及上位机电性连接的第二芯片。

3.如权利要求2所述的一种电机通用控制器，其特征在于，还包括串口线，所述主控制器上具有可与所述第一芯片电性连接的第一串口，所述设定器具有可与所述第二芯片电性连接的第二串口以及用于与上位机电性连接的第三串口。

4.如权利要求2或3所述的一种电机通用控制器，其特征在于，所述设定器具有用于显示数据的显示屏以及控制数据显示的显示电路，所述显示电路电性连接于第二芯片。

5.如权利要求4所述的一种电机通用控制器，其特征在于，所述设定器具有按钮区以及按键电路，所述按钮区中具有用于导通按键电路的按钮，所述按键电路电性连接于第二芯片。

6.如权利要求2所述的一种电机通用控制器，其特征在于，所述第一芯片为单片机，所述单片机内具有可用于存储数据的可擦写存储器。

7.如权利要求2或6所述的一种电机通用控制器，其特征在于，所述主控制器中具有用于温度检测的温度检测电路，所述温度检测电路电性连接于第一芯片。

8.如权利要求7所述的一种电机通用控制器，其特征在于，所述温度检测电路中具有热电偶。

9.如权利要求7所述的一种电机通用控制器，其特征在于，所述主控制器具有用于控制电机紧急刹车的电子刹车电路，其电性连接于第一芯片。 

10.一种电器，包括电机，其特征在于，还包括权利要求1～9所述的可控制所述电机的电机通用控制器。 

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