CN204304861U - 一种通用交流电动机驱动检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通用交流电动机驱动检测系统，包括ARM微控制器、电源模块、触摸屏显示器和串口通信模块，以及电机驱动电路；所述ARM微控制器的输入端接有相电流采集模块、位置信息采集模块和转速转矩信息模块；所述ARM微控制器的输出端接有CPLD；所述电机驱动电路的输入端接有CPLD；所述相电流采集模块包括相电流采样电路、第一光电隔离电路和第一信号放大电路，所述位置信息采集模块包括位置传感器、第二光电隔离电路和第二信号放大电路，所述转速转矩信息模块包括转矩转速传感器、第三光电隔离电路和第三信号放大电路，本实用新型设计新颖合理，应用范围广、操作简单、性能可靠、成本低，控制可靠、精度高，实用性强。

Description

一种通用交流电动机驱动检测系统

技术领域

本实用新型属于电机驱动检测技术领域，具体涉及一种通用交流电动机驱动检测系统。

背景技术

无论是生活正还是工业应用领域，电动机的应用都是无处不在的，大到航天航空，小到电风扇等，各种各样的种类繁多的电动机，很多领域要求对电动机的位置、转速、功率精确控制，以保证电动机的运转在额定最大功率，因此，面对类别复杂的电动机系统，为了降低电动机和伺服电动机的驱动器成本和应用难度，采用通用兼容性的伺服电动机显的尤为重要，因此，现如今市场中缺少一种能够满足各种不同需求的伺服电动机驱动系统。现在市场中的电动机大部分都是老旧式控制，无论是在控制精度上，还是在控制安全上，都存在严重不足，另外由于控制芯片以及控制电路的简单，在对伺服电机的位置信号和电动机的运转稳定性方面也存在位置不准确，运转稳定性差的缺点，所以缺少一种利用功耗低性能优越的处理器芯片控制伺服电机驱动系统，大大增强了电机控制电机的稳定性，处理速度以及控制精度，现如今大多数的伺服电机控制系统都是采用单纯的采集控制单路系统，对控制误差的减小并没有相应的反馈控制措施，以减小控制误差，所以开发一种高性能高精度控制伺服电机系统很有应用价值，对在国民工业和人民生活也起到了进步作用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种通用交流电动机驱动检测系统，其设计新颖合理，应用范围广、操作简单、性能可靠、成本低，控制可靠、精度高、控制性能较好，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种通用交流电动机驱动检测系统，其特征在于：包括ARM微控制器、电源模块、与ARM微控制器相接且用于设置监测数据阈值和显示数据的触摸屏显示器和与ARM微控制器相接且用于数据通信的串口通信模块，以及用于驱动电动机稳定运行的电机驱动电路；所述ARM微控制器的输入端接有电动机的相电流采集模块、用于检测转子位置的位置信息采集模块和用于检测转子转速转矩的转速转矩信息模块；所述ARM微控制器的输出端接有用于将采集到的各类数据信息送入驱动器驱动电机的CPLD；所述电机驱动电路的输入端接有所述CPLD；所述相电流采集模块包括用于采集各相电流信息的相电流采样电路、与相电流采样电路输出端相接用于隔离抗干扰的第一光电隔离电路和与第一光电隔离电路输出端相接用于将采集的相电流信号滤波放大便于控制器接收的第一信号放大电路，所述位置信息采集模块包括用于实时采集转子位置的位置传感器、与位置传感器输出端相接用于隔离抗干扰的第二光电隔离电路和与第二光电隔离电路输出端相接用于将采集的位置角度信息滤波放大便于控制器接收的第二信号放大电路，所述转速转矩信息模块包括用于实时采集转子转动速度和转动扭矩的转矩转速传感器、与转矩转速传感器输出端相接用于隔离抗干扰的第三光电隔离电路和与第三光电隔离电路输出端相接用于将采集的转子转速扭矩信号滤波放大便于控制器接收的第三信号放大电路，所述第一信号放大电路、第二信号放大电路和第三信号放大电路的输出端均与ARM微控制器相接；所述电源模块由5V直流电源和与5V直流电源相接且用于将5V直流电转换为3.3V直流电的电压转换电路组成，所述ARM微控制器、CPLD和电机驱动电路均与电压转换电路的3.3V电压输出端相接，所述位置传感器、转矩转速传感器、第一光电隔离电路、第二光电隔离电路和第三光电隔离电路均与5V直流电源的5V电压输出端相接。

上述的一种通用交流电动机驱动检测系统，其特征在于：所述ARM微控制器为Thumb-2双核微型控制芯片。

上述的一种通用交流电动机驱动检测系统，其特征在于：所述位置传感器为MLX90316芯片。

上述的一种通用交流电动机驱动检测系统，其特征在于：所述转矩转速传感器为YCC7-ZJ1000芯片。

上述的一种通用交流电动机驱动检测系统，其特征在于：所述第一光电隔离电路由型号为TLP114A的第一芯片构成；所述第二光电隔离电路由型号为TLP114A的第二芯片构成；所述第三光电隔离电路由型号为TLP114A的第三芯片构成。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型系统功能完整、应用范围广、操作智能以及性能可靠，成本低。

2、本实用新型通过设置型号为MLX90316的位置传感器电路，采集当前伺服电机转子的精确位置，提高了控制精度并配有抗干扰电路和信号放大电路，电路简单，控制可靠。

3、本实用新型通过设置型号为YCC7-ZJ1000的转矩转速传感器，采集伺服电机运转速度信号和扭矩信号，输出信号稳定，转速信息精度高并配有抗干扰电路和信号放大电路，电路简单，实用性强。

4、本实用新型通过微处理器控制和处理数据，采用ARM微处理器控制CPLD电路，并且接收经过隔离电路的传感器采集信息，因此处理及运算速度快速，系统完整，控制精度高、控制性能较好。

5、本实用新型设计合理、稳定性高、保护措施完善、功能完备，使用效果好，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，应用范围广、操作简单、性能可靠、成本低，控制可靠、精度高、控制性能较好，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型各电路的电路连接关系示意图。

附图标记说明:

1—ARM微控制器；      2—CPLD；                3—电机驱动电路；

4—触摸屏显示器；     5—电压转换电路；        6—5V直流电源；

7—相电流采样电路；   8—第一光电隔离电路；    9—第一信号放大电路；

10—位置传感器；      11—第二光电隔离电路；   12—第二信号放大电路；

13—转矩转速传感器；                           14—第三光电隔离电路；

15—第三信号放大电路；                         16—串口通信模块。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括ARM微控制器1、电源模块、与ARM微控制器1相接且用于设置监测数据阈值和显示数据的触摸屏显示器4和与ARM微控制器1相接且用于数据通信的串口通信模块16，以及用于驱动电动机稳定运行的电机驱动电路3；所述ARM微控制器1的输入端接有电动机的相电流采集模块、用于检测转子位置的位置信息采集模块和用于检测转子转速转矩的转速转矩信息模块；所述ARM微控制器1的输出端接有用于将采集到的各类数据信息送入驱动器驱动电机的CPLD2；所述电机驱动电路3的输入端接有所述CPLD2；所述相电流采集模块包括用于采集各相电流信息的相电流采样电路7、与相电流采样电路7输出端相接用于隔离抗干扰的第一光电隔离电路8和与第一光电隔离电路8输出端相接用于将采集的相电流信号滤波放大便于控制器接收的第一信号放大电路9，所述位置信息采集模块包括用于实时采集转子位置的位置传感器10、与位置传感器10输出端相接用于隔离抗干扰的第二光电隔离电路11和与第二光电隔离电路11输出端相接用于将采集的位置角度信息滤波放大便于控制器接收的第二信号放大电路12，所述转速转矩信息模块包括用于实时采集转子转动速度和转动扭矩的转矩转速传感器13、与转矩转速传感器13输出端相接用于隔离抗干扰的第三光电隔离电路14和与第三光电隔离电路14输出端相接用于将采集的转子转速扭矩信号滤波放大便于控制器接收的第三信号放大电路15，所述第一信号放大电路9、第二信号放大电路12和第三信号放大电路15的输出端均与ARM微控制器1相接；所述电源模块由5V直流电源6和与5V直流电源6相接且用于将5V直流电转换为3.3V直流电的电压转换电路5组成，所述ARM微控制器1、CPLD2和电机驱动电路3均与电压转换电路5的3.3V电压输出端相接，所述位置传感器10、转矩转速传感器13、第一光电隔离电路8、第二光电隔离电路11和第三光电隔离电路14均与5V直流电源6的5V电压输出端相接。

本实施例中，所述ARM微控制器1为Thumb-2双核微型控制芯片。

本实施例中，所述位置传感器10为MLX90316芯片。

本实施例中，所述转矩转速传感器13为YCC7-ZJ1000芯片。

本实施例中，所述第一光电隔离电路8由型号为TLP114A的第一芯片构成；所述第二光电隔离电路11由型号为TLP114A的第二芯片构成；所述第三光电隔离电路14由型号为TLP114A的第三芯片构成。

本实用新型使用时，交流电动机通过一系列的传感器组采集电动机转子转动数据，所述相电流采样电路7通过采集各相电流经过隔离抗干扰的第一光电隔离电路8后信号微弱需要放大信号后送入ARM微控制器1，所述位置传感器10通过实时采集电机转子位置角度信息经过隔离抗干扰的第二光电隔离电路11后信号微弱需要放大信号后送入ARM微控制器1，所述转矩转速传感器13通过实时采集电机转子转动速度和扭动转矩经过隔离抗干扰的第三光电隔离电路14后信号微弱需要放大信号后送入ARM微控制器1，ARM微控制器1经过CPLD2的统一整合驱动交流电动机，且通过触摸屏显示器4手动设置阈值以及显示反馈信息，对交流电机驱动及转子转动实时检测。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种通用交流电动机驱动检测系统，其特征在于：包括ARM微控制器(1)、电源模块、与ARM微控制器(1)相接且用于设置监测数据阈值和显示数据的触摸屏显示器(4)和与ARM微控制器(1)相接且用于数据通信的串口通信模块(16)，以及用于驱动电动机稳定运行的电机驱动电路(3)；所述ARM微控制器(1)的输入端接有电动机的相电流采集模块、用于检测转子位置的位置信息采集模块和用于检测转子转速转矩的转速转矩信息模块；所述ARM微控制器(1)的输出端接有用于将采集到的各类数据信息送入驱动器驱动电机的CPLD(2)；所述电机驱动电路(3)的输入端接有所述CPLD(2)；所述相电流采集模块包括用于采集各相电流信息的相电流采样电路(7)、与相电流采样电路(7)输出端相接用于隔离抗干扰的第一光电隔离电路(8)和与第一光电隔离电路(8)输出端相接用于将采集的相电流信号滤波放大便于控制器接收的第一信号放大电路(9)，所述位置信息采集模块包括用于实时采集转子位置的位置传感器(10)、与位置传感器(10)输出端相接用于隔离抗干扰的第二光电隔离电路(11)和与第二光电隔离电路(11)输出端相接用于将采集的位置角度信息滤波放大便于控制器接收的第二信号放大电路(12)，所述转速转矩信息模块包括用于实时采集转子转动速度和转动扭矩的转矩转速传感器(13)、与转矩转速传感器(13)输出端相接用于隔离抗干扰的第三光电隔离电路(14)和与第三光电隔离电路(14)输出端相接用于将采集的转子转速扭矩信号滤波放大便于控制器接收的第三信号放大电路(15)，所述第一信号放大电路(9)、第二信号放大电路(12)和第三信号放大电路(15)的输出端均与ARM微控制器(1)相接；所述电源模块由5V直流电源(6)和与5V直流电源(6)相接且用于将5V直流电转换为3.3V直流电的电压转换电路(5)组成，所述ARM微控制器(1)、CPLD(2)和电机驱动电路(3)均与电压转换电路(5)的3.3V电压输出端相接，所述位置传感器(10)、转矩转速传感器(13)、第一光电隔离电路(8)、第二光电隔离电路(11)和第三光电隔离电路(14)均与5V直流电源(6)的5V电压输出端相接。

2.按照权利要求1所述的一种通用交流电动机驱动检测系统，其特征在于：所述ARM微控制器(1)为Thumb-2双核微型控制芯片。

3.按照权利要求1所述的一种通用交流电动机驱动检测系统，其特征在于：所述位置传感器(10)为MLX90316芯片。

4.按照权利要求1所述的一种通用交流电动机驱动检测系统，其特征在于：所述转矩转速传感器(13)为YCC7-ZJ1000芯片。

5.按照权利要求1所述的一种通用交流电动机驱动检测系统，其特征在于：所述第一光电隔离电路(8)由型号为TLP114A的第一芯片构成；所述第二光电隔离电路(11)由型号为TLP114A的第二芯片构成；所述第三光电隔离电路(14)由型号为TLP114A的第三芯片构成。