CN208174586U - 一种电机驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电机驱动电路，包括：主回路模块和至少两个驱动模块；所述主回路模块的输入端与总电压输出端电连接，用于产生所述驱动模块的工作电压；所述主回路模块的输出端与所有的驱动模块的输入端电连接，用于将所述工作电压传输至所述驱动模块，并吸收所述驱动模块反馈的电流；所述驱动模块与一一对应的电机电连接，用于驱动对应的电机转动。本实用新型实施例提供的技术方案，可解决现有电机驱动电路容易造成电能的浪费的问题。

Description

一种电机驱动电路

技术领域

本实用新型实施例涉及电机驱动技术领域，尤其涉及一种电机驱动电路。

背景技术

在现代工业自动化过程控制中，经常使用电机带动设备的运行，例如工业传送带、起重机等，又如生活中常用的手表等，电机广泛应用于现代工业控制、生产和日常生活中。

电机可将电源供给的电信号转换为电动机轴上的角位移或者角速度输出。电源电压为电机定子上的线圈提供电源，驱使电机转动，但是因为电机在某些制动情况下，容易进入发电状态，例如，若起重机放下重物时，电机转速因大电流的作用转速会超过同步转速，反馈电能至主回路模块，但是主回路模块无法对上述反馈的电能进行利用，造成了电能的浪费。

实用新型内容

本实用新型提供一种电机驱动电路，以解决现有电机驱动电路容易造成电能的浪费的问题。

本实用新型实施例提供了一种电机驱动电路，包括：主回路模块和至少两个驱动模块；

所述主回路模块的输入端与总电压输出端电连接，用于产生所述驱动模块的工作电压；

所述主回路模块的输出端与所有的驱动模块的输入端电连接，用于将所述工作电压传输至所述驱动模块，并吸收所述驱动模块反馈的电流；

所述驱动模块与一一对应的电机电连接，用于驱动对应的电机转动。

本实用新型实施例提供的电机驱动电路，包括主回路模块和至少两个驱动模块，主回路模块的输入端与总电压输出端连接，用于接收总电压输出端输出的总电压并产生适用于驱动模块的工作电压，所有的驱动模块的输入端与所述主回路模块的输出端电连接，用于获取驱动模块的工作电压，每个驱动模块都与一一对应的电机电连接，用于驱动对应的电机，同时，当存在电机处于制动状态时，电机可通过对应的驱动模块将产生的电流反馈至主回路模块，所述主回路模块可将吸收的电流供给处于非制动状态的电机，使得电机制动产生的电流能够被其他的电机应用，能够起到节约电能的作用，有效解决了现有的电机驱动电路一个主回路模块仅对应一个驱动模块，容易造成电能浪费的问题。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种电机驱动电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种电机驱动电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的又一种电机驱动电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供一种电机驱动电路，参考图1，图1为本实用新型提供的一种电机驱动电路的结构示意图，电机驱动电路包括：

主回路模块11和至少两个驱动模块12；

主回路模块11的输入端与总电压输出端2电连接，用于产生驱动模块12的工作电压；

主回路模块11的输出端与所有的驱动模块12的输入端电连接，用于将工作电压传输至驱动模块12，并吸收驱动模块12反馈的电流；

驱动模块12与一一对应的电机3电连接，用于驱动对应的电机3转动。

在现有技术中，电机驱动电路往往仅包含一个主回路模块11和一个驱动模块12，而一个驱动模块12仅对应一个电机3，则一个主回路模块11仅能驱动一个电机3。电机3在工作过程中经常会出现制动状态，例如，若起重电机载重时，主回路模块11会输出大电流至驱动模块12，在起重电机放下重物时，则电机会因为此时的大电流转速增大，超过同步转速，处于发电状态，此刻，起重电机会产生电流反馈至主回路模块11，而主回路模块11无法对上述反馈的电流进行利用，造成了电流的浪费，从本质上讲，反馈电流的产生也是源自于总电压输出端2输出的电能，该电流的产生耗费了总电压输出端2输出的电能。

本实施中使每个主回路模块11对应至少两个驱动模块12，如图1所示，图1中以两个驱动模块12为例，每个驱动模块12的输入端均与主回路模块11的输出端电连接，则主回路模块11同时为多个驱动模块12提供工作电压，并能够吸收处于发电状态的电机3产生的电流，并将该电流输送至其他处于电动状态的电机3，促使电机3转动，从而达到节省电能的作用。

可选的，参考图2，图2是本实用新型实施例提供的另一种电机驱动电路的结构示意图，主回路模块11包括：整流单元111、充电单元112和电压钳位单元113；电压钳位单元113与总电压输出端2电连接，用于在总电压输出端2输出的总电压大于第一阈值时对总电压进行钳位；整流单元111与电压钳位单元113电连接，用于将总电压由交流电转换为直流电；充电单元112的第一连接端和第二连接端分别与整流单元111的第一输出端和第二输出端电连接，用于吸收制动电机回馈的电流进行充电，并放电至非制动电机进行供电。

电压钳位单元113与总电压输出端2电连接，用于将总电压输出端2输出的总电压进行钳位，可选的，如图3所示，图3是本实用新型实施例提供的又一种电机驱动电路的结构示意图，电压钳位单元113包括至少一个压敏电阻。例如，若总电压输出端2包括L1、L2和L3三相电压，每两相电压之间可设置一个压敏电阻RT，压敏电阻RT能够在两端电压大于一定数值时进行电压的钳位，则通过每两相之间的压敏电阻RT控制各相电压的电压值，使得每相电压都保持在一定的数值范围之内。

整流单元111与电压钳位单元113电连接，整流单元111可以为整流桥，当电机3为单相电机时，整流单元111为单相桥式整流电路，当电机3为三相电机时，整流单元111为三相桥式整流电路，参考图3，图3中的整流单元111为三相桥式整流电流，图2和图3中均以三相电机驱动电路为例进行说明。整流单元111将总电压输出端2输出的总电压由交流电转换为直流电，并输送至驱动模块12，为电机3和驱动模块12提供工作电压。

充电单元112的两个连接端分别与整流单元111的两个输出端电连接，用于吸收电机3回馈的电流或者总电压输出端2输出的多余电流，可选的，充电单元112包括并联连接的至少一个充电电容C1。参考图3，多个充电电容C1并联后形成的两个连接端分别作为整流单元111的第一连接端和第二连接端。优选的，所述充电电容C1可以为电解电容，电解电容比其他种类的电容大数百倍，便于电流的吸收。在制动电机回馈电流至充电电容时，充电电容直接将上述回馈的电流供给处于非制动状态，即电动状态下的电机。

本实施所述的制动电机指的是处于制动状态下的电机3，非制动电机指的是处于非指定状态下的电机3，例如，加速状态下的电机3。

可选的，参考图2和图3，主回路模块11还包括：泄放单元114；泄放单元114与充电单元112并联连接，用于将制动电机回馈的多余电流进行泄放。若制动电机回馈的电流过多，无法将回馈的电流完全利用，则通过泄放单元114将多余电流进行泄放。

可选的，泄放单元114包括泄放电阻R1和泄放开关M1；泄放电阻R1的第一连接端与充电单元112的第一连接端电连接，第二连接端与泄放开关M1；的第一连接端电连接；泄放开关M1的第二连接端与充电单元112的第二连接端电连接，控制端与控制电路电连接，用于在主回路模块11输出的工作电压大于第二阈值时，导通泄放开关M1。

所述控制电路为电机驱动电路的控制电路，用于输出控制信号至电机驱动电路，控制工作电压的大小、电机的转速、转向等。当控制电路检测到主回路模块11输出的工作电压大于第二阈值时，控制电路发送开关控制信号开启泄放开关M1。泄放电阻R1为电阻值较小的电阻，则当泄放开关M1打开后，泄放电阻R1接入泄放电路，则充电电容C1、泄放电阻R1以及泄放开关M1构成泄放回路，泄放电阻R1因电阻值较小，则消耗电流较大，从而起到了泄放电流的作用。

可选的，参考图3，控制电路发送的开关控制信号PWM7输入至光耦OP1的输入端，若开关控制信号PWM7为低电平，则光耦OP1开启，光耦OP1的输出信号控制泄放开关M1开启，进行电流的泄放。

可选的，参考图2和图3，主回路模块11还包括：泄放检测单元115；泄放检测单元115包括泄放检测电阻R2和泄放检测光耦OP2；泄放检测电阻R2和至少一个第一分压电阻R3串联后，与泄放开关M1并联连接；泄放检测光耦OP2的第一输入端和第二输入端分别与泄放检测电阻R2的第一连接端和第二连接端电连接，输出端与控制电路电连接，用于检测是否存在电流流经泄放检测电阻R2。

为对是否开启泄放单元114进行检测，泄放检测单元115包括有与泄放开关M1并联的泄放检测电阻R2，参考图3，泄放检测电阻R2和至少一个第一分压电阻R3串联，而后与泄放开关M1并联；当然可以是多个第一分压电阻R3并连而后与检测电阻R2串联，最后再与泄放开关M1并联。当泄放开关M1未开启时，泄放检测电阻R2、泄放检测电阻R2以及第一分压电阻R3构成串联电路，但是泄放检测电阻R2和第一分压电阻R3的电阻值较高，整个串联电路消耗电流较小，若泄放开关M1开启，则电流流经泄放电阻R1和泄放开关M1，泄放检测电阻R2不会有电流经过。泄放检测光耦OP2的第一输入端和第二输入端分别与泄放检测电阻R2的两端电连接，若泄放检测电阻R2上有电流流经，则泄放检测光耦OP2两个输入端之间存在电压差，泄放检测光耦OP2导通，输出端输出信号发送至第一警报器ALM1，用户根据第一警报器ALM1的状态可判断泄放检测电阻R2上是否存在电流，若存在电流，则说明泄放单元114没有进行电流泄放，若不存在电流，则说明泄放单元114正在通过泄放电阻R1进行电流泄放。

其中，各个第一分压电阻R3的阻值可以不同，仅需要远大于泄放电阻R1的阻值即可。

可选的，参考图2和图3，主回路模块11还包括：增压单元116；增压单元116的第一连接端与整流单元111的第二输出端电连接，第二连接端与充电单元112的第二连接端电连接，用于在主回路模块11输出的工作电压小于第三阈值时接入增压电阻R6。

因为电容C2充电需要一定的时间，所以在主回路模块11上电的初始时刻，工作电压较小，为了在初始时刻快速增大工作电压，则在整流单元111的输出端处设置增压单元116，当检测到工作电压小于第三阈值时，将增压电阻R6串联入主回路模块11。

可选的，参考图2和图3，增压单元116包括并联的增压电阻R6和继电器开关KT；增压单元116的第一连接端分别与增压电阻R6的第一连接端、继电器开关KT的第一连接端电连接；增压单元116的第二连接端分别与增压电阻R6的第二连接端、继电器开关KT的第二连接端电连接；继电器开关KT的控制端与控制电路电连接。

参考图3，在工作电压小于第三阈值时，控制电路控制光耦OP3断开继电器开关KT，使得增压电阻R6接入主回路模块11，迅速增大工作电压；当工作电压大于第三阈值时，则导通继电器开关KT，将增压电阻R6短路，以达到节约电能的作用。具体的，参考图3，当检测到工作电压小于第三阈值时，控制电路发送驱动信号RYCTL至光耦OP3的输入端，光耦OP3导通，光耦OP3的输出端输出的信号导通放大管Q1，放大管Q1的导通导致继电器开关KT导通或关断。

可选的，总电压输出端输出的电流可能存在一定的波动，例如，因为总电压网络不稳，造成的电流的突然升高，容易造成敏感器件的损坏，则可在整流单元111的第一输出端设置熔断器FU，在电流过高时，对电机驱动电路进行保护。

可选的，参考图2和图3，主回路模块11还包括：工作电压测量单元117；工作电压测量单元117包括测压电阻R4和测压光耦OP4；测压电阻R4和至少一个第二分压电阻R5串联后，与充电单元112并联；测压光耦OP4的第一输入端和第二输入端分别与测压电阻R4的第一连接端和第二连接端电连接，输出端与控制电路电连接，用于根据测压电阻R4两端的电压获取工作电压。

参考图3，与泄放单元114并联设置的还有测压电阻R4和至少一个第二分压电阻R5。测压电阻R4与所有的第二分压电阻R5串联，而后与泄放单元114、充电单元112并联设置。同理，每个第二分压电阻R5的电阻值可以不同。

测压光耦OP4的第一输入端和第二输入端分别与测压电阻R4的两个连接端电连接，测压光耦OP4具有放大功能，将测量的测压电阻R4的两端电压进行一定程度的放大，通过第一输出端MPV+和第二输出端MPV-获取测压电阻R4两端电压，而后可根据测压电阻R4与各个第二分压电阻R5的阻值，确定工作电压。

可选的，测压光耦OP4可以为HCPL-7840芯片，HCPL-7840芯片可有效地隔离干扰或噪声，得到较高的测量效果。

可选的，驱动模块12为桥式逆变器。桥式逆变器中的开关管可为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)。IGBT驱动功率小而饱和压降低，并且具有节能、安装维修方便、散热稳定等优点，非常适用于本实施例电机驱动电路模块。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电机驱动电路，其特征在于，包括：主回路模块和至少两个驱动模块；

所述主回路模块的输入端与总电压输出端电连接，用于产生所述驱动模块的工作电压；

所述主回路模块的输出端与所有的驱动模块的输入端电连接，用于将所述工作电压传输至所述驱动模块，并吸收所述驱动模块反馈的电流；

所述驱动模块与一一对应的电机电连接，用于驱动对应的电机转动。

2.根据权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，所述主回路模块包括：整流单元、充电单元和电压钳位单元；

所述电压钳位单元与所述总电压输出端电连接，用于在所述总电压输出端输出的总电压大于第一阈值时对所述总电压进行钳位；

所述整流单元与所述电压钳位单元电连接，用于将所述总电压由交流电转换为直流电；

所述充电单元的第一连接端和第二连接端分别与所述整流单元的第一输出端和第二输出端电连接，用于吸收制动电机回馈的电流进行充电，并放电至非制动电机进行供电。

3.根据权利要求2所述的电机驱动电路，其特征在于：

所述充电单元包括并联连接的至少一个充电电容。

4.根据权利要求2所述的电机驱动电路，其特征在于，所述主回路模块还包括：泄放单元；

所述泄放单元与所述充电单元并联连接，用于将制动电机回馈的多余电流进行泄放。

5.根据权利要求4所述的电机驱动电路，其特征在于，所述泄放单元包括泄放电阻和泄放开关；

所述泄放电阻的第一连接端与所述充电单元的第一连接端电连接，第二连接端与所述泄放开关的第一连接端电连接；

所述泄放开关的第二连接端与所述充电单元的第二连接端电连接，控制端与控制电路电连接，用于在所述主回路模块输出的工作电压大于第二阈值时，导通所述泄放开关。

6.根据权利要求5所述的电机驱动电路，其特征在于，所述主回路模块还包括：泄放检测单元；

所述泄放检测单元包括泄放检测电阻和泄放检测光耦；

所述泄放检测电阻和至少一个第一分压电阻串联后，与所述泄放开关并联连接；

所述泄放检测光耦的第一输入端和第二输入端分别与所述泄放检测电阻的第一连接端和第二连接端电连接，输出端与第一警报器电连接，用于检测是否存在电流流经所述泄放检测电阻。

7.根据权利要求2所述的电机驱动电路，其特征在于，所述主回路模块还包括：增压单元；

所述增压单元的第一连接端与所述整流单元的第二输出端电连接，第二连接端与所述充电单元的第二连接端电连接，用于在所述主回路模块输出的工作电压小于第三阈值时接入增压电阻。

8.根据权利要求7所述的电机驱动电路，其特征在于，所述增压单元包括并联的增压电阻和继电器开关；

所述增压单元的第一连接端分别与所述增压电阻的第一连接端、继电器开关的第一连接端电连接；

所述增压单元的第二连接端分别与所述增压电阻的第二连接端、继电器开关的第二连接端电连接；

所述继电器开关的控制端与控制电路电连接。

9.根据权利要求2所述的电机驱动电路，其特征在于，所述主回路模块还包括：工作电压测量单元；

所述工作电压测量单元包括测压电阻和测压光耦；

所述测压电阻和至少一个第二分压电阻串联后，与所述充电单元并联；

所述测压光耦的第一输入端和第二输入端分别与所述测压电阻的第一连接端和第二连接端电连接，输出端与控制电路电连接，用于根据所述测压电阻两端的电压获取所述工作电压。

10.根据权利要求1-9任一项所述的电机驱动电路，其特征在于，所述驱动模块为桥式逆变器。