CN206759351U - 一种永磁同步电机控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁同步电机控制装置，包括控制单元、连接控制单元的显示操作面板、连接控制单元的逆变驱动控制以及连接逆变驱动控制的三相逆变器，三相逆变器用以连接永磁同步电机，控制单元和逆变驱动控制之间设置有正转信号传输线路和反转信号传输线路，正转信号传输线路和反转信号传输线路上设置有第一开关电路，第一开关电路用以择一选择正转信号传输线路或反转信号传输线路连通，三相逆变器的输出端上设置有定时开关电路，定时开关电路包括用以感应正反切换动作的触发部、连接触发部的定时模块、连接定时模块输出端的第二开关电路，定时模块用以输出固定时长的控制信号，第二开关电路接收控制信号后断开三相逆变器的输出。本实用新型具有正反转切换延时保护的优势。

Description

一种永磁同步电机控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种永磁同步电机控制装置。

背景技术

由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，称为永磁同步电机。永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流，此时转子动能转化为电能，永磁同步电机作发电机(generator)用；此外，当定子侧通入三相对称电流，由于三相定子在空间位置上相差120，所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场，转子旋转磁场中受到电磁力作用运动，此时电能转化为动能，永磁同步电机作电动机(motor)用，市场上较为常见。

公开（公告）号为CN203457094U的中国专利，公开了交流伺服永磁同步电机控制系统，包括有整流滤波单元、三相逆变器、核心运算控制单元、逆变驱动控制电路、通讯监视控制部分，通讯监视控制部分由显示操作面板和起停控制部分组成，显示操作面板与核心运算控制单元信号连接，起停控制部分与核心运算控制单元一输入端连接，核心运算控制单元一输出端与逆变驱动控制电路输入端连接，逆变驱动控制电路输出端与三相逆变器一输入端连接，三相电源经整流滤波单元与三相逆变器另一输入端连接，三相逆变器的输出端分别与数据采集电路、交流伺服永磁同步电机输入端连接，数据采集电路输出端与核心运算控制单元另一输入端连接。

我们知道，对于核心运算控制单元主要是以单片机芯片为核心的单片机最小系统，其可以输出PWM波从而驱动三相逆变器，另外对于永磁同步电机的控制，通过正转PWM波使得电机正转，通过反转PWM波使得电机反转，在调试过程中如果直接在电机正转的过程中立刻切换到反转方式，容易降低电机的使用寿命，因此需要对此进行硬件改进。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种永磁同步电机控制装置，具有正反转切换延时保护的优势。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种永磁同步电机控制装置，包括控制单元、连接控制单元的显示操作面板、连接控制单元的逆变驱动控制以及连接逆变驱动控制的三相逆变器，所述三相逆变器用以连接永磁同步电机，所述控制单元和逆变驱动控制之间设置有正转信号传输线路和反转信号传输线路，所述正转信号传输线路和反转信号传输线路上设置有第一开关电路，所述第一开关电路用以择一选择正转信号传输线路或反转信号传输线路连通，所述三相逆变器的输出端上设置有定时开关电路，所述定时开关电路包括用以感应正反切换动作的触发部、连接触发部的定时模块、连接定时模块输出端的第二开关电路，所述定时模块用以输出固定时长的控制信号，所述第二开关电路接收控制信号后断开三相逆变器的输出。

通过上述设置，三相逆变器接上电源，此时控制单元输出反转信号，使得逆变驱动控制驱动三相逆变器，使得永磁同步电机进行反向转动，此时通过第一开关电路对信号线路进行切换，使得正转信号传输线路连通，此时定时开关的触发部由于感应到了切换动作，所以直接驱动定时模块工作，定时模块立刻输出固定时长的信号，从而第二开关电路切断三相逆变器的输出，直到定时时间到，又重新闭合。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述第一开关电路包括第一继电器、驱动第一继电器的第一驱动部、用以触发切换信号的触发按钮。

通过上述设置，触发按钮可以便于调试人员进行控制，当触发按钮按下，此时第一驱动部就会使得第一继电器动作。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述第二开关电路包括第二继电器、驱动第二继电器的第二驱动部。

通过上述设置，第二继电器主要是用来控制三相逆变器的输出，并且由第二驱动部进行驱动，从而可以有效控制第二继电器的动作。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述定时模块为三五定时器电路。

通过上述设置，采用三五定时器电路可以有效输出固定时长的高电平，从而可以驱动第二驱动部。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述触发部为第一继电器的常开触点。

通过上述设置，在第一继电器动作的时候，从而使得触发部也相应动作，从而触发三五定时器电路工作，输出固定时长的高电平。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述触发部为触发按钮的联动触点。

通过上述设置，将触发部设置为触发按钮的联动触点，这样在触发按钮动作的时候，触发部也相应动作。

作为本实用新型的具体方案可以优选为：还包括用以检测永磁同步电机转速的转速传感器，转速传感器连接控制单元，控制单元通过光电耦合器连接三相逆变器的电源输入端上。

通过上述设置，设置了转速传感器可以对转速进行检测，由控制单元作出判断，可以在转速超过设定值时，控制单元可以输出信号来控制光电耦合器断开，从而停止电机运行。

附图说明

图1为本实施例1的电路结构框图；

图2为本实施例1的三五定时器的电路连接图；

图3为本实施例2的电路结构框图。

图中1、控制单元；2、显示操作面板；3、逆变驱动控制；4、三相逆变器；5、永磁同步电机；61、正转信号传输线路；62、反转信号传输线路；7、第一开关电路；71、第一驱动部；8、定时开关电路；81、触发部；82、定时模块；83、第二开关电路；831、第二驱动部；9、转速传感器；10、光电耦合器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示，一种永磁同步电机控制电路，包括控制单元1、连接控制单元1的显示操作面板2、连接控制单元1的逆变驱动控制3以及连接逆变驱动控制3的三相逆变器4。控制单元1采用STM32F105芯片为核心控制芯片的单片机最小系统，是嵌入式的开发模式，集成度高，安全智能。由于此芯片较为现有，使用了较为简单的功能，此类功能都较为公知。显示操作面板2和控制单元1进行通讯。三相逆变器4用以连接永磁同步电机5。

控制单元1和逆变驱动控制3之间设置有正转信号传输线路61和反转信号传输线路62。正转信号传输线路61和反转信号传输线路62上设置有第一开关电路7。第一开关电路7用以择一选择正转信号传输线路61和反转信号传输线路62连通。第一开关电路7包括第一继电器、驱动第一继电器的第一驱动部71、用以触发切换信号的触发按钮。触发按钮可以便于调试人员进行控制，当触发按钮按下，此时第一驱动部71就会使得第一继电器动作。第一继电器在图1中的电气符号为K1，其常开触点为K1-2，常闭触点为K1-1，此触点都是联动的，所以当第一继电器得电，则常开触点K1-2闭合，常闭触点K1-1断开，从而完成了正转信号和反转信号的传输切换。第一驱动部71主要由元器件：电阻R1、R2，三极管Q1组成。触发按钮的电气符号为SB。

如图2所示，三相逆变器4的输出端上设置有定时开关电路8，定时开关电路8包括用以感应正反切换动作的触发部81、连接触发部81的定时模块82、连接定时模块82输出端的第二开关电路83，定时模块82用以输出固定时长的控制信号，第二开关电路83接收控制信号后断开三相逆变器4的输出。

触发部81为第一继电器的常开触点。在第一继电器动作的时候，从而使得触发部81也相应动作，从而触发三五定时器电路工作，输出固定时长的高电平。触发部81还可以为触发按钮的联动触点。将触发部81设置为触发按钮的联动触点，这样在触发按钮动作的时候，触发部81也相应动作。此两种方式可以根据需要进行选择设置。

定时模块82为三五定时器电路。采用三五定时器电路可以有效输出固定时长的高电平，从而可以驱动第二驱动部831。三五定时器电路主要采用了NE555型号的芯片和外围电路构成。

如图2所示，第二开关电路83包括第二继电器、驱动第二继电器的第二驱动部831。第二继电器的电气符号为K2，结合图1，则当第二继电器K2动作的时候，其常闭触点K2-1断开。第二驱动部831为三极管Q2。第二继电器主要是用来控制三相逆变器4的输出，并且由第二驱动部831进行驱动，从而可以有效控制第二继电器的动作。

工作过程：三相逆变器4接上电源，也就是将三相电源连接整流滤波装置，通过三相逆变器4给永磁同步电机5进行驱动，此时按下触发按钮，使得第一继电器K1得电，从而正转信号驱动线路闭合，但是由于图2中的触发部81也闭合，使得三五定时电路输出高电平，第二继电器K2得电，断开了图1中的常闭触点K2-1，永磁同步电机5的电源回路切断，通过一定时间后，此时三五定时电路又恢复到了低电平，从而第二继电器K2复位，接着，电机就开始正转。

实施例2：

基于实施例1的基础上，设置了用以检测永磁同步电机5转速的转速传感器9，转速传感器9连接控制单元1，控制单元1通过光电耦合器10连接三相逆变器4的电源输入端上。转速传感器9可以对转速进行检测，由控制单元1作出判断，可以在转速超过设定值时，控制单元1可以输出信号来控制光电耦合器10断开，从而停止电机运行。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种永磁同步电机控制装置，包括控制单元(1)、连接控制单元(1)的显示操作面板(2)、连接控制单元(1)的逆变驱动控制(3)以及连接逆变驱动控制(3)的三相逆变器(4)，所述三相逆变器(4)用以连接永磁同步电机(5)，其特征在于：所述控制单元(1)和逆变驱动控制(3)之间设置有正转信号传输线路(61)和反转信号传输线路(62)，所述正转信号传输线路(61)和反转信号传输线路(62)上设置有第一开关电路(7)，所述第一开关电路(7)用以择一选择正转信号传输线路(61)或反转信号传输线路(62)连通，所述三相逆变器(4)的输出端上设置有定时开关电路(8)，所述定时开关电路(8)包括用以感应正反切换动作的触发部(81)、连接触发部(81)的定时模块(82)、连接定时模块(82)输出端的第二开关电路(83)，所述定时模块(82)用以输出固定时长的控制信号，所述第二开关电路(83)接收控制信号后断开三相逆变器(4)的输出。

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机控制装置，其特征在于：所述第一开关电路(7)包括第一继电器、驱动第一继电器的第一驱动部(71)、用以触发切换信号的触发按钮。

3.根据权利要求1或2所述的一种永磁同步电机控制装置，其特征在于：所述第二开关电路(83)包括第二继电器、驱动第二继电器的第二驱动部(831)。

4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机控制装置，其特征在于：所述定时模块(82)为三五定时器电路。

5.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机控制装置，其特征在于：所述触发部(81)为第一继电器的常开触点。

6.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机控制装置，其特征在于：所述触发部(81)为触发按钮的联动触点。

7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机控制装置，其特征在于：还包括用以检测永磁同步电机(5)转速的转速传感器(9)，转速传感器(9)连接控制单元(1)，控制单元(1)通过光电耦合器(10)连接三相逆变器(4)的电源输入端上。