CN207036935U - 一种无刷直流电机单电阻电流采样装置 - Google Patents
一种无刷直流电机单电阻电流采样装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公布了一种无刷直流电机单电阻电流采样装置，其特征在于：其包括直流电源、采样电阻Rs和三相逆变桥；所述直流电源、采样电阻Rs串接在所述三相逆变桥的输入端之间；所述三相逆变桥的三个输出端分别按顺序与无刷直流电机的A、B、C三相绕组对应连接，所述采样电阻Rs的两端与用于电流采样的采样电路相连，所述采样电路与IRMCF341主控制芯片的A/D运算放大器输入端相连。本实用新型采用毫欧级的单电阻进行电流采样，无需在外安装检测装置，一定程度上弥补了传统方法在成本和应用场合限制方面的缺陷，提高了控制系统的精确性和可靠性。具有结构简单，成本低，精度高的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机设计领域，尤其涉及一种无刷直流电机单电阻电流采样装置。
背景技术
电流的采样对电机矢量控制非常重要，现多采用安装霍尔电流传感器的方法来测得三相电流，根据测得的电流信息和特定算法来估算转子位置及转速，这种无刷直流电机控制系统需要在外安装检测装置，不仅增加了驱动系统的成本，限制了应用场合，还使得传感器受振动或者湿度的影响而降低了控制系统的精确性和可靠性。
发明内容
本实用新型目的在于提供一种结构简单，成本低，高精度的无刷直流电机单电阻电流采样装置。
本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种无刷直流电机单电阻电流采样装置，其特征在于：其包括直流电源、采样电阻Rs和三相逆变桥；所述直流电源、采样电阻Rs串接在所述三相逆变桥的输入端之间；所述三相逆变桥的三个输出端分别按顺序与无刷直流电机的A、B、C三相绕组对应连接，所述采样电阻Rs的两端与用于电流采样的采样电路相连，所述采样电路与IRMCF341主控制芯片的A/D运算放大器输入端相连。
其进一步特征在于：所述采样电阻Rs阻值为毫欧级。
进一步的：所述三相逆变桥包括组成三个桥臂的六个绝缘栅型双极性晶体管，所述三相逆变桥的输入端并行连接于串联后的第一绝缘栅型双极性晶体管Q1、第二绝缘栅型双极性晶体管Q2，串联后的第三绝缘栅型双极性晶体管Q3、第四绝缘栅型双极性晶体管Q4，串联后的第五绝缘栅型双极性晶体管Q5、第六绝缘栅型双极性晶体管Q6；第五绝缘栅型双极性晶体管Q5、第六绝缘栅型双极性晶体管Q6的连线中点处，第三绝缘栅型双极性晶体管Q3、第四绝缘栅型双极性晶体管Q4的连线中点处，第一绝缘栅型双极性晶体管Q1、第二绝缘栅型双极性晶体管Q2的连线中点处分别与无刷直流电机的A、B、C三相绕组对应连接。
所述采样电路包括第一电阻R1~第六电阻R6和第一电容C1~第三电容C3；所述第一电阻R1、第四电阻R4分别接于采样电阻Rs的两端，第一电阻R1与第二电阻R2串联，第四电阻R4与第五电阻R5串联，第一电阻R1、第二电阻R2的中点与第四电阻R4、第五电阻R5的中点之间连接第三电容C3，第二电阻R2与第三电阻R3串联后与第一电容C1串联并接地，第五电容R5与第六电阻R6串联后与第二电容C2串联并接地，第二电阻R2与第三电阻R3的中点和第五电容R5与第六电阻R6的中点接入IRMCF341主控芯片的A/D转换器，从而实现对三相电流的重构。
所述的三相逆变桥中的六个绝缘栅型双极性晶体管在工作时有6个工作状态且每个工作状态流经母线的电流是三相电流中的其中一相电流。
本实用新型采用毫欧级的单电阻进行电流采样，无需在外安装检测装置，一定程度上弥补了传统方法在成本和应用场合限制方面的缺陷，提高了控制系统的精确性和可靠性。具有结构简单，成本低，精度高的优点。
附图说明
图 1 为本实用新型原理框图。
图 2 为本实用新型整体电路图。
具体实施方式
如图1所示，一种无刷直流电机单电阻电流采样装置，包括直流电源1、采样电阻Rs2和三相逆变桥3。直流电源1、采样电阻Rs 2串接在三相逆变桥3的1脚和2脚之间。三相逆变桥3的3脚、4脚、5脚分别按顺序与无刷直流电机4的A、B、C三相绕组对应连接。采样电阻Rs 2的两端与用于电流采样的采样电5路相连，采样电路5与IRMCF341主控制芯片6的A/D运算放大器输入端相连。采样电阻Rs 2阻值为毫欧级。
如图2所示，三相逆变桥3包括组成三个桥臂的六个绝缘栅型双极性晶体管，三相逆变桥3的1脚、2脚并行连接于串联后的第一绝缘栅型双极性晶体管Q1、第二绝缘栅型双极性晶体管Q2，串联后的第三绝缘栅型双极性晶体管Q3、第四绝缘栅型双极性晶体管Q4，串联后的第五绝缘栅型双极性晶体管Q5、第六绝缘栅型双极性晶体管Q6。第五绝缘栅型双极性晶体管Q5、第六绝缘栅型双极性晶体管Q6的连线中点处，第三绝缘栅型双极性晶体管Q3、第四绝缘栅型双极性晶体管Q4的连线中点处，第一绝缘栅型双极性晶体管Q1、第二绝缘栅型双极性晶体管Q2的连线中点处分别与无刷直流电机4的A、B、C三相绕组对应连接。
采样电路5包括第一电阻R1~第六电阻R6和第一电容C1~第三电容C3。第一电阻R1、第四电阻R4分别接于采样电阻Rs的两端，第一电阻R1与第二电阻R2串联，第四电阻R4与第五电阻R5串联，第一电阻R1、第二电阻R2的中点与第四电阻R4、第五电阻R5的中点之间连接第三电容C3，第二电阻R2与第三电阻R3串联后与第一电容C1串联并接地，第五电容R5与第六电阻R6串联后与第二电容C2串联并接地，第二电阻R2与第三电阻R3的中点和第五电容R5与第六电阻R6的中点接入IRMCF341主控芯片的A/D转换器，从而实现对三相电流的重构。
本实用新型的工作过程如下：
采样电阻Rs 2 两端的采样电路5，在各个工作状态的中间时刻进行采样，每个PWM周期进行两次电流采集，采样完成后将其输出至IRMCF341主控芯片6，实现无刷直流电机的三相电流重构。
Claims (5)
1.一种无刷直流电机单电阻电流采样装置，其特征在于：其包括直流电源、采样电阻Rs和三相逆变桥；所述直流电源、采样电阻Rs串接在所述三相逆变桥的输入端之间；所述三相逆变桥的三个输出端分别按顺序与无刷直流电机的A、B、C三相绕组对应连接，所述采样电阻Rs的两端与用于电流采样的采样电路相连，所述采样电路与IRMCF341主控制芯片的A/D运算放大器输入端相连。
2.根据权利要求1所述的无刷直流电机单电阻电流采样装置，其特征在于：所述采样电阻Rs阻值为毫欧级。
3.根据权利要求1或2所述的无刷直流电机单电阻电流采样装置，其特征在于：所述三相逆变桥包括组成三个桥臂的六个绝缘栅型双极性晶体管，所述三相逆变桥的输入端并行连接于串联后的第一绝缘栅型双极性晶体管Q1、第二绝缘栅型双极性晶体管Q2，串联后的第三绝缘栅型双极性晶体管Q3、第四绝缘栅型双极性晶体管Q4，串联后的第五绝缘栅型双极性晶体管Q5、第六绝缘栅型双极性晶体管Q6；第五绝缘栅型双极性晶体管Q5、第六绝缘栅型双极性晶体管Q6的连线中点处，第三绝缘栅型双极性晶体管Q3、第四绝缘栅型双极性晶体管Q4的连线中点处，第一绝缘栅型双极性晶体管Q1、第二绝缘栅型双极性晶体管Q2的连线中点处分别与无刷直流电机的A、B、C三相绕组对应连接。
4.根据权利要求3所述的无刷直流电机单电阻电流采样装置，其特征在于：所述采样电路包括第一电阻R1~第六电阻R6和第一电容C1~第三电容C3；所述第一电阻R1、第四电阻R4分别接于采样电阻Rs的两端，第一电阻R1与第二电阻R2串联，第四电阻R4与第五电阻R5串联，第一电阻R1、第二电阻R2的中点与第四电阻R4、第五电阻R5的中点之间连接第三电容C3，第二电阻R2与第三电阻R3串联后与第一电容C1串联并接地，第五电容R5与第六电阻R6串联后与第二电容C2串联并接地，第二电阻R2与第三电阻R3的中点和第五电容R5与第六电阻R6的中点接入IRMCF341主控芯片的A/D转换器，从而实现对三相电流的重构。
5.根据权利要求3所述的无刷直流电机单电阻电流采样装置，其特征在于：所述的三相逆变桥中的六个绝缘栅型双极性晶体管在工作时有6个工作状态且每个工作状态流经母线的电流是三相电流中的其中一相电流。
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|---|---|---|---|---|
| CN110308391A (zh) * | 2019-06-07 | 2019-10-08 | 横店集团英洛华电气有限公司 | 一种低成本电机电流采集电路及其采集方法 |
| CN114034920A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-02-11 | 江苏科技大学 | 基于单电阻采样的母线电流采样电路和采样方法 |
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| CN114034920B (zh) * | 2021-11-22 | 2023-11-21 | 江苏科技大学 | 基于单电阻采样的母线电流采样电路和采样方法 |
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