CN204947947U - 无刷直流电机驱动系统、驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开无刷直流电机驱动系统、驱动电路，其特征在于包括电源模块、整流模块、驱动电机模块、电机、MCU单元以及调速模块；电源模块连接整流模块；整流模块连接驱动电机模块；驱动电机模块连接电机和MCU单元，通过MCU单元发送脉冲信号到驱动电机模块，控制电机启动、停止和制动；电机内设有霍尔传感器和位置传感器，霍尔传感器感应方向转换，位置传感器检测电动机转子的极性；MCU单元连接调速模块和电机，调速模块通过MCU单元发送调速信号到驱动电机模块进行控制电机的转速。本实用新型采用MCU单元作为系统核心，结构简单，生产成本低；通过调整电机的结构降低电机在使用过程中的噪音，延长使用寿命。

Description

无刷直流电机驱动系统、驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电机控制技术领域，尤其是涉及无刷直流电机驱动系统、驱动电路。

背景技术

随着科技的发展，电机的应用范围越来越广，目前的电机按工作电源分类主要包括直流电机和交流电机。直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但是因为直流电机要产生额定负载下行的转矩的性能，电枢磁场与转子磁场须恒维持90°，这就要藉由碳刷及整流子，碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外，使用场合也收到限制。交流电机没有碳刷及整流子，免维护、坚固、应用广，单特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到。

现今，半导体发展迅速，功率组件切换频率加快了许多，微处理机速度亦越来越快，可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直角坐标系中，适当控制交流电机在两轴电流分量，无刷直流电机即是以电子方式控制交流换相，以达到高性能驱动的。但是现有技术的无刷直流电机存在控制效率低，功能结构不足，噪声大等缺点。

实用新型内容

为了克服现有技术无刷直流电机控制系统控制效率低，噪声大等不足，本实用新型提供了无刷直流电机驱动系统、驱动电路，目的在于提高电机控制系统的控制效率，改进电机结构，降低电机使用过程中的噪音，延长电机使用寿命。

为了解决上述问题，本实用新型提供了无刷直流电机驱动系统，其包括电源模块、整流模块、驱动电机模块、电机、MCU单元以及调速模块。

所述电源模块连接整流模块。

所述整流模块连接驱动电机模块，且整流模块与驱动电机模块之间设有滤波模块。

所述驱动电机模块连接电机和MCU单元，通过MCU单元发送脉冲信号到驱动电机模块，驱动电机模块控制电机启动、停止和制动。

所述电机内设有霍尔传感器和位置传感器，霍尔传感器感应方向转换，并将感应信号发送到MCU单元；位置传感器检测电动机转子的极性，并将检测结果发送到MCU单元。

所述MCU单元连接调速模块和电机，调速模块通过MCU单元发送调速信号到驱动电机模块进行控制电机的转速。

作为优选地，所述电机与MCU单元之间设有过流保护电路。

本实用新型还提供了无刷直流电机驱动电路，其特征在于包括：逻辑电路、三相霍尔传感电路以及三相对称星形电路。

所述逻辑电路上设有三相霍尔传感器输入引脚和三相定子输入引脚，霍尔传感器输入引脚和定子输入引脚分别连接三相霍尔传感电路和三相对称星形电路；逻辑电路与三相霍尔传感器输入引脚之间设有磁带放大器。

所述三相对称星形电路与逻辑电路之间设有同于检测电流值的输出电流检测角。

作为优选地，所述检测角由逻辑电路与地之间接入限流电阻构成，通过检测限流电阻上的电压来检测电流值。

作为优选地，所述逻辑电路上还设有低压保护电路。

与现有技术相比，采用本实用新型产生的有益效果：1、本实用新型公开的无刷直流电机驱动系统，包括电源模块、整流模块、驱动电机模块、电机、MCU单元以及调速模块；采用MCU单元为主控单元，接收控制信号，并将控制信号转换为脉冲信号，驱动电机模块控制电机工作。本实用新型的结构简单，采用MCU单元作为系统的核心，不仅生产成本低，且能满足更多的客户需求，使用效率高。

2、本实用新型的电机结构以钕铁硼作为转子的永磁材料，以霍尔传感器取代碳刷换向器。电机结构的调整，使得电机在使用过程中噪音低，寿命延长。本实用新型的电路结构，可以减少耗电量，降低电网压力。

附图说明

图1为本实用新型无刷直流电机驱动系统的系统结构图。

图2为本实用新型无刷直流电机驱动电路的电路图。

图3为本实用新型无刷直流电机驱动系统电路、驱动电路的原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型的实质性特点作进一步的说明。

如图1和图3所示,本实用新型提供的无刷直流电机驱动系统，其包括电源模块、整流模块、驱动电机模块、电机、MCU单元以及调速模块。

电源模块输入220V交流电流，电源模块连接整流模块，交流电流通过整流模块转换成直流电流。整流模块连接驱动电机模块，且整流模块与驱动电机模块之间设有滤波模块。驱动电机模块连接电机和MCU单元，通过MCU单元发送脉冲信号到驱动电机模块上，驱动电机模块控制电机启动、停止和制动。本优选实施例中的电机采用方波自控式永磁同步电机，该电机以钕铁硼作为转子的永磁材料，电机内设有霍尔传感器和位置传感器，以霍尔传感器取代碳刷换向器，霍尔传感器感应方向转换，并将感应信号发送到MCU单元；电机结构的调整，使得电机在使用过程中降低噪音，而且大大延长了使用寿命。位置传感器作为位置感应器，用于检测电动机转子的极性，并将检测结果发送到MCU单元。MCU单元连接调速模块和电机，MCU单元与电机之间设有过流保护电路，防止电流过大而损坏设备。调速模块发送调整转速信号到MCU单元，通过MCU单元发送调速信号到驱动电机模块进行控制电机的转速。

如图2和图3所示，本实用新型还提供了无刷直流电机驱动电路，其包括：逻辑电路三相霍尔传感电路以及三相对称星形电路。逻辑电路上设有三相霍尔传感器输入引脚和三相定子输入引脚，霍尔传感器输入引脚和定子输入引脚分别连接三相霍尔传感电路和三相对称星形电路；此外，逻辑电路上还设有低压保护电路，以免电压过低时损坏电器元件。更具体地，电机上的霍尔传感器通过三相模式接入逻辑电路，逻辑电路与三相霍尔传感器输入引脚之间设有磁带放大器。

三相对称星形电路为电机定子绕组的的接入电路，该电路采用三相对称星形接法，该定子绕组采用三相对称星形接法可以降低电网电压，减少耗电量，起到节约能源的作用。三相对称星形电路与逻辑电路之间设有同于检测电流值的输出电流检测角，该检测角由逻辑电路与地之间接入限流电阻构成，通过检测限流电阻上的电压来检测电流值。

更进一步地，驱动电机模块为直流无刷驱动电机模块，其是基于机电一体化来实现功能的，驱动电机模块由功率电子器件和集成电路等构成。驱动电机模块用于接收MCU单元的脉冲信号，更具体地，可以接收电机的启动、停止、制动信号，以控制电机的启动、停止和制动；还可以接收位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；还可以接收速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，均属本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.无刷直流电机驱动系统，其特征在于：包括电源模块、整流模块、驱动电机模块、电机、MCU单元以及调速模块；

所述电源模块连接整流模块；

所述整流模块连接驱动电机模块，且整流模块与驱动电机模块之间设有滤波模块；

所述驱动电机模块连接电机和MCU单元，通过MCU单元发送脉冲信号到驱动电机模块，驱动电机模块控制电机启动、停止和制动；

所述电机内设有霍尔传感器和位置传感器，霍尔传感器感应方向转换，并将感应信号发送到MCU单元；位置传感器检测电动机转子的极性，并将检测结果发送到MCU单元；

所述MCU单元连接调速模块和电机，调速模块通过MCU单元发送调速信号到驱动电机模块进行控制电机的转速。

2.根据权利要求1所述的无刷直流电机驱动系统，其特征在于：所述电机与MCU单元之间设有过流保护电路。

3.无刷直流电机驱动电路，其特征在于包括：逻辑电路、三相霍尔传感电路以及三相对称星形电路；

所述逻辑电路上设有三相霍尔传感器输入引脚和三相定子输入引脚，霍尔传感器输入引脚和定子输入引脚分别连接三相霍尔传感电路和三相对称星形电路；逻辑电路与三相霍尔传感器输入引脚之间设有磁带放大器；

所述三相对称星形电路与逻辑电路之间设有同于检测电流值的输出电流检测角。

4.根据权利要求3所述的无刷直流电机驱动电路，其特征在于：所述检测角由逻辑电路与地之间接入限流电阻构成，通过检测限流电阻上的电压来检测电流值。

5.根据权利要求3所述的无刷直流电机驱动电路，其特征在于：所述逻辑电路上还设有低压保护电路。