CN205657617U - 一种云台电机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种云台电机控制系统，包括电连接器、电机控制器、前级驱动单元、电机逆变器、电机连接器及电机电流采样单元，所述电连接器与电机逆变器相连，电机逆变器分别与前级驱动单元及电机连接器相连，前级驱动单元与电机控制器相连；所述的电机控制器与前级驱动单元内置的DC/DC电源相连。该实用新型省去了云台电机控制器的DC/DC电源，使用前级驱动单元内置的DC/DC电源，充分利用了该云台电机系统内部的DC/DC模块来省去外部的一个DC/DC模块，精简了云台电机控制系统的结构并减轻了重量。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种云台电机控制系统。
背景技术
无人机又称无人驾驶飞行器，利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，是一个集空气动力学、材料力学、自动控制技术、软件技术为一体的高科技产品。随着科学技术日新月异的进步，作为高科技智能化产品——无人机，早已不仅限于早期的军事装备，如今在应急救援、影视航拍、国土测绘、电力以及管道巡线、农药喷洒、娱乐休闲等多个领域得以广泛应用，并且不断向小型化、平民化、人性化，近年来无人机呈现出井喷发展的态势。
目前，无人机电能由机载电池提供，电池质量较大会造成无人机负载较大，而且飞行时间越长所需电量就越多，长航时无人机所需配装的电池越重，其负重会造成较多的电能浪费。所以有效地利用无人机机载设备，最大化各部件功能，从而有效减轻无人机机载负担就显得尤为重要。
但是目前的云台电机控制系统，都需要将电连接器通过一电源电压转换单元，实现电压转换后才与电机控制器相连，该增设的电源电压转换器功能单一且增加了云台控制系统的重量。
有鉴于此特提出本实用新型。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于克服云台电机控制系统的设备冗余，实现云台电机控制系统各模块部件的最大化利用，提供一种省去云台电机控制器的DC/DC电源，使用前级驱动单元内置的DC/DC电源为电机控制器供电的云台电机控制系统。
为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：
一种云台电机控制系统，包括电连接器、电机控制器、前级驱动单元、电机逆变器、电机连接器及电机电流采样单元，所述电连接器与电机逆变器相连，电机逆变器分别与前级驱动单元及电机连接器相连，前级驱动单元与电机控制器相连，电机电流采样单元与前级驱动单元相连；所述的电机控制器与前级驱动单元内置的DC/DC电源相连。
所述的电机控制器由前级驱动单元内置的DC/DC电源提供+3.3V的直流电源。
所述电机控制器与前级驱动单元内置的DC/DC电源连接处搭建有电压采样电路和滤波电路。
所述的电连接器提供给电机逆变器的直流电压为6V-28V。
优选的，所述的电连接器提供给电机逆变器的直流电压为12V。
所述电机逆变器将直流电能转变成交流电后，提供给与之相连的电机连接器。
所述的电机电流采样单元实时采集电机的电流，实现电机的转矩闭环控制。
进一步的，所述电机控制器与前级驱动单元之间，以及前级驱动单元与电机逆变器之间，电机电流采样单元与前级驱动单元之间，都有用于信息传输的连接引脚。
优选的，所述云台电机控制系统采用软FPC线连接。
采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
1、在实现电机控制器供电时，省去了无人机云台电机控制器的DC/DC电源，使用前级驱动单元内置的DC/DC电源，减小了嵌入式系统的DC/DC模块数量，充分利用了该云台电机系统内部的DC/DC模块，精简了云台电机控制系统的结构和重量；
2、减少了云台电机控制系统内部的导线数量，降低了内部电磁辐射影响，提高了产品的电磁兼容性；
3、该云台电机控制系统采用软FPC线连接后，相对于之前的导线连接，增强了云台转动的灵活性，软FPC内置在电机控制器和机械镂空槽中，提升了云台的美观性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一种云台电机控制系统的连接结构示意图；
图2为前级驱动单元内置DC/DC电源的外部电压采样电路和滤波电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本实用新型一种云台电机控制系统的连接结构示意图；
图2为前级驱动单元内置DC/DC电源的外部电压采样电路和滤波电路图。
电连接器与电机逆变器相连，电机逆变器分别与前级驱动单元及电机连接器相连，前级驱动单元与电机控制器相连，电机电流采样单元与前级驱动单元相连，其中电机控制器由前级驱动单元内置的DC/DC电源提供+3.3V的直流电源，电机逆变器由电连接器提供+12V的直流电源，电机逆变器将直流电能转变成交流电后，提供给与之相连的电机连接器。
该电机控制器主要可用于无人机云台，能有效减轻无人机机载的负重。
采用该实用新型后：
1、在实现电机控制器供电时，省去了无人机云台电机控制器的DC/DC电源，使用前级驱动单元内置的DC/DC电源，减小了嵌入式系统的DC/DC模块数量，充分利用了该云台电机系统内部的DC/DC模块，精简了云台电机控制系统的结构和重量；
2、减少了云台电机控制系统内部的导线数量，降低了内部电磁辐射影响，提高了产品的电磁兼容性；
3、该云台电机控制系统采用软FPC线连接后，相对于之前的导线连接，增强了云台转动的灵活性，软FPC内置在电机控制器和机械镂空槽中，提升了云台的美观性。
实施例一
如图1所示为本实用新型一种云台电机控制系统的连接结构示意图，该云台电机控制系统包括电连接器，电机控制器，前级驱动单元，前级驱动单元内置的DC/DC电源，电机逆变器、电机连接器及电机电流采样单元。
当该云台电机控制系统运行工作时，由电连接器提供12V的直流电压给与之相连的电机逆变器，电机逆变器将该直流电能转变为交流电，提供给与之相连的电机连接器。
电机电流采样单元采集电机的电流，通过引脚将采集的电流信息传输给与之相连的前级驱动单元，前级驱动单元接收到电机的电流信号后，通过引脚传输给电机控制器。同时，电机控制器与前级驱动单元内置的DC/DC电源相连，该DC/DC电源将+12V转换为+3.3V后提供给电机控制器，省去了本来云台电机控制器的DC/DC电源。电机控制器将前级驱动单元传输来的电机电流信号进行分析处理，通过引脚将使能信号传输给与之相连的前级驱动单元，前级驱动单元再通过引脚对电机逆变器进行脉冲宽度调制，从而实现了电机的转矩闭环控制。
优选的，该云台电机控制系统采用软FPC线相连替代导线连接。
实施例二
如图2所示为前级驱动单元内置DC/DC电源的外部电压采样电路和滤波电路图。前级驱动单元包括一内置的DC/DC电源，该电源与电机控制器直接相连，提供+3.3V的直流电源给电机控制器，由于该设计省去了云台电机系统的本身原有的DC/DC电源，充分利用其内部前级驱动单元的DC/DC进行供电，导致电路连接需进行更改，故在电机控制器与前级驱动单元内置DC/DC的连接处增设了外部搭建的电压采样电路和滤波电路。
图中所示D1为续流二极管用来保护电路中的元件不被损坏，C1为大容量电容对脉动的电压进行低通滤波，C2为小容值瓷片电容进行高频滤波，电阻R1和R2对产生的脉动的电压(3.3V)进行分压采样。前级驱动单元的电路根据采样电路实时调整MOSFET功率开关的占空比，减小电压的脉动。
优选的，采样电路应该靠近负载测试，以便实时监测3.3V电压的波动情况，并实时校正。
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种云台电机控制系统，包括电连接器、电机控制器、前级驱动单元、电机逆变器、电机连接器及电机电流采样单元，其特征在于：所述电连接器与电机逆变器相连，电机逆变器分别与前级驱动单元及电机连接器相连，前级驱动单元与电机控制器相连，电机电流采样单元与前级驱动单元相连；
所述的电机控制器与前级驱动单元内置的DC/DC电源相连。
2.根据权利要求1所述的云台电机控制系统，其特征在于：所述的电机控制器由前级驱动单元内置的DC/DC电源提供+3.3V的直流电源。
3.根据权利要求2所述的云台电机控制系统，其特征在于：所述电机控制器与前级驱动单元内置的DC/DC电源连接处搭建有电压采样电路和滤波电路。
4.根据权利要求1所述的云台电机控制系统，其特征在于：所述的电连接器提供给电机逆变器的直流电压为6V-28V。
5.根据权利要求4所述的云台电机控制系统，其特征在于：所述的电连接器提供给电机逆变器的直流电压为12V。
6.根据权利要求4或5所述的云台电机控制系统，其特征在于：所述电机逆变器将直流电能转变成交流电后，提供给与之相连的电机连接器。
7.根据权利要求1所述的云台电机控制系统，其特征在于：所述的电机电流采样单元实时采集电机的电流，实现电机的转矩闭环控制。
8.根据权利要求1所述的云台电机控制系统，其特征在于：所述电机控制器与前级驱动单元之间，以及前级驱动单元与电机逆变器之间，电机电流采样单元与前级驱动单元之间，都有用于信息传输的连接引脚。
9.根据权利要求1所述的云台电机控制系统，其特征在于：所述云台电机控制系统采用软FPC线连接。
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