CN203261272U

CN203261272U - 无刷直流电机的控制装置

Info

Publication number: CN203261272U
Application number: CN 201320265199
Authority: CN
Inventors: 李伟光
Original assignee: FOSHAN SHUNDE LINGQI ELECTRICAL APPLIANCE INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: Guangdong Shunde Oured Technology Co ltd
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2023-05-15

Abstract

一种无刷直流电机的控制装置，包括与电机相连并用于驱动电机的功率驱动电路、用于检测电机中转子位置的转子位置检测电路，还包括换相逻辑控制芯片IC，换相逻辑控制芯片IC分别与转子位置检测电路、功率驱动电路电连接。所述转子位置检测电路包括三个霍尔传感器，该三个霍尔传感器分别与换相逻辑控制芯片IC的4脚、5脚和6脚相接。所述功率驱动电路包括P-沟道的第一场效应晶体管Q1、第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3，以及N-沟道的第四场效应晶体管Q4、第五场效应晶体管Q5和第六场效应晶体管Q6。本实用新型采用简单的外围电路组成开环速度控制，具有结构简单合理、操作灵活、制作成本低、运行可靠的特点。

Description

无刷直流电机的控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种无刷直流电机，特别是一种无刷直流电机的控制装置。

背景技术

中国专利文献号CN 201383787Y于2010年1月13日公开了一种直流无刷电机控制器，包括与电机相连并用以驱动电机的驱动电路，还包括与驱动电路相连的控制电路、同时与电机及控制电路相连的用以检测电机中转子位置的转子位置检测电路，转子位置检测电路包括与电机相连的传感器转子位置检测电路及反电势检测电路，控制电路包括在电机达到切换转速时将传感器检测电路切换为反电势检测电路的单片机。传感器转子位置检测电路包括位置传感器，所述位置传感器设置于电机的转子的轴上。所述位置传感器为开关型霍尔传感器EW-632。所述驱动电路为包括有电力场效应管的全桥驱动电路。这种直流无刷电机控制器的控制效果不够理想。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、制作成本低、运行可靠的无刷直流电机的控制装置，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种无刷直流电机的控制装置，包括与电机相连并用于驱动电机的功率驱动电路、用于检测电机中转子位置的转子位置检测电路，其结构特征是还包括换相逻辑控制芯片IC，换相逻辑控制芯片IC分别与转子位置检测电路、功率驱动电路电连接。

所述转子位置检测电路包括三个霍尔传感器，该三个霍尔传感器分别与换相逻辑控制芯片IC的4脚、5脚和6脚相接。

所述功率驱动电路包括P-沟道的第一场效应晶体管Q1、第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3，以及N-沟道的第四场效应晶体管Q4、第五场效应晶体管Q5和第六场效应晶体管Q6，换相逻辑控制芯片IC的1脚与第二场效应晶体管Q2的高压侧G极相接，换相逻辑控制芯片IC的2脚与第一场效应晶体管Q1的高压侧G极相接，换相逻辑控制芯片IC的24脚与第三场效应晶体管Q3的高压侧G极相接，换相逻辑控制芯片IC的21脚与第四场效应晶体管Q4的低压侧G极相接，换相逻辑控制芯片IC的20脚与第五场效应晶体管Q5的低压侧G极相接，换相逻辑控制芯片IC的19脚与第六场效应晶体管Q6的低压侧G极相接，构成全波六状态驱动电路。

无刷直流电机的控制装置还包括延时过流检测电路，该延时过流检测电路包括电阻R16、电阻R15、电阻R13和电容C6，其中，电阻R16的一端、电阻R13的一端、电容C6的一端相接后与换相逻辑控制芯片IC的22脚和23脚相接并接地，电容C6的另一端、电阻R13的另一端、电阻R16的另一端相接后与换相逻辑控制芯片IC的9脚相接，电阻R15串接在电阻R13的另一端与电阻R16的另一端之间。

所述无刷直流电机中的转子的磁极为八极，定子槽数为十二，组成为每相每极为1/2的分数槽、节距为一的集中绕组。

所述换相逻辑控制芯片IC的型号为MC33035。

本实用新型中的转子位置检测电路是由三个霍尔传感器组成并输入到换相逻辑控制芯片IC的4脚、5脚和6脚给高压侧或低压侧驱动输出提供适合的换相序列，通过换相逻辑控制芯片IC内部的换相逻辑电路产生三相六状态驱动电平，驱动六个场效应晶体管产生三相电流供给定子绕组，使之产生旋转磁场而工作。

本实用新型中的功率驱动电路是由三个场效应对管组成，此三个场效应对管中的每一个都分别集成了一个N-沟道的场效应晶体管和一个P-沟道的场效应晶体管，从而组成全波六状态驱动电路。

本实用新型中的延时过流检测电路通过进入换相逻辑控制芯片IC的9脚内部的比较器产生过流信号，如果超过100mv的电流感应阀值时，比较器复位停止输出，有效保护了场效应管。

本实用新型采用脉冲宽度调制，通过调制输入换相逻辑控制芯片IC的11脚的电平控制脉冲宽度，改变提供给每个定子线圈的平均电流来控制电机转速。

本实用新型采用三相绕线，转子的磁极为八极，定子槽数为十二，组成为每相每极为1/2的分数槽、节距为一的集中绕组，使之有效削弱齿槽转矩和转矩波动，并且减低损耗提高效率。并且，节距为一的分数槽绕组，可大大减少用铜量和绕组电感，提高电机效率，使成本大幅度下降。

本实用新型采用分数槽绕组的具有以下优点：1）不用采用定子和转子斜槽和斜极来克服电机的齿与磁极对齐的现象；2）有效改善电机的运行性能，削弱谐波转矩；3）可以组成节距为一的集中绕组，提高了工作效率，降低了用铜量；4）有效的改善了转矩波形。

综上所述，本实用新型采用简单的外围电路组成开环速度控制，具有结构简单合理、操作灵活、制作成本低、运行可靠的特点。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的控制框图。

图2为本实用新型的电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

参见图1-图2，本无刷直流电机的控制装置，包括与电机相连并用于驱动电机的功率驱动电路、用于检测电机中转子位置的转子位置检测电路，其特征是还包括换相逻辑控制芯片IC，换相逻辑控制芯片IC分别与转子位置检测电路、功率驱动电路电连接。

在本实施例中，所述换相逻辑控制芯片IC的型号为MC33035，由美国摩托罗拉公司生产。

分数槽组合原则：

1）所谓的分数槽绕组是指每极每相槽数q为分数，有Q=Z/（2P*m），

其中，Z为槽数，P为极对数，m为相数，

如我们所用的Z=12、2P=8、M=3，则有：q=12/（8*3）=1/2；Z/P=12/4=3/1。

最大公约数是4，所以组成4个单元电机。

2）为了组成三相驱动，每相要分得相同电流，所以定子槽数为3的倍数，故槽数可以为3、9、12、15、18、21、24、27……等等，因此，有偶数槽和奇数槽之称。

3）转子磁极对数可为偶数，亦可以为奇数，不能为3的倍数，但是有一附加条件要计算：其绕组系数一定要≥0.866，所以不是可以随便组合。

经计算去除因工艺复杂及成本控制之后，按要求我们可以选择的定子槽数Z以及磁体极对数P为：

Z/P=9/4；Z/P=12/4；Z/P=12/8；Z/P=12/5；Z/P=12/14。

在本实施例中，换相逻辑控制芯片IC通过脉宽控制来对转速进行控制，换相逻辑控制芯片IC通过电流检测对功率驱动电路进行延时过流保护。

Claims

1.一种无刷直流电机的控制装置，包括与电机相连并用于驱动电机的功率驱动电路、用于检测电机中转子位置的转子位置检测电路，其特征是还包括换相逻辑控制芯片IC，换相逻辑控制芯片IC分别与转子位置检测电路、功率驱动电路电连接。

2.根据权利要求1所述的无刷直流电机的控制装置，其特征是所述转子位置检测电路包括三个霍尔传感器，该三个霍尔传感器分别与换相逻辑控制芯片IC的4脚、5脚和6脚相接。

3.根据权利要求2所述的无刷直流电机的控制装置，其特征是所述功率驱动电路包括P-沟道的第一场效应晶体管Q1、第二场效应晶体管Q2和第三场效应晶体管Q3，以及N-沟道的第四场效应晶体管Q4、第五场效应晶体管Q5和第六场效应晶体管Q6，换相逻辑控制芯片IC的1脚与第二场效应晶体管Q2的高压侧G极相接，换相逻辑控制芯片IC的2脚与第一场效应晶体管Q1的高压侧G极相接，换相逻辑控制芯片IC的24脚与第三场效应晶体管Q3的高压侧G极相接，换相逻辑控制芯片IC的21脚与第四场效应晶体管Q4的低压侧G极相接，换相逻辑控制芯片IC的20脚与第五场效应晶体管Q5的低压侧G极相接，换相逻辑控制芯片IC的19脚与第六场效应晶体管Q6的低压侧G极相接，构成全波六状态驱动电路。

4.根据权利要求3所述的无刷直流电机的控制装置，其特征是还包括延时过流检测电路，该延时过流检测电路包括电阻R16、电阻R15、电阻R13和电容C6，其中，电阻R16的一端、电阻R13的一端、电容C6的一端相接后与换相逻辑控制芯片IC的22脚和23脚相接并接地，电容C6的另一端、电阻R13的另一端、电阻R16的另一端相接后与换相逻辑控制芯片IC的9脚相接，电阻R15串接在电阻R13的另一端与电阻R16的另一端之间。

5.根据权利要求1至4任一所述的无刷直流电机的控制装置，其特征是所述无刷直流电机中的转子的磁极为八极，定子槽数为十二，组成为每相每极为1/2的分数槽、节距为一的集中绕组。

6.根据权利要求5所述的无刷直流电机的控制装置，其特征是所述换相逻辑控制芯片IC的型号为MC33035。