CN209881684U - 一种电机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电机控制系统，包括电机、控制模块、第一编码器和第二编码器，第一编码器和第二编码器用于检测电机的运行参数；第一编码器、第二编码器和电机均与控制模块连接，且控制模块根据第一编码器的检测结果控制电机的运行状态，控制模块根据第一编码器和第二编码器的检测结果判断电机控制系统是否正常工作。本实用新型提供的电机控制系统，采用双编码器冗余技术，并接入控制模块，来控制单个编码器故障时导致整个系统发生危险的异常情况，提高了电机工作的可靠性、安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机控制系统，尤其涉及一种低压伺服电机控制系统。
背景技术
目前，一般常见AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引小车)驱动用的电机来自于工业用的低压伺服电机，该种电机一般只有单个编码器反馈。单编码器方案，在常规应用情况下够用，但在AGV这种移动应用的领域，在某些特定应用场景下，比如和人互动工作等情况下，可能出现由于编码器的故障导致整个系统发生危险，危及人员和设备安全。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种电机控制系统，其通过双编码器来检测控制电机的运行，降低由于电机控制用传感器编码器故障造成的风险。
为了达到本实用新型的目的，本实用新型采取的技术方案如下：
本实用新型实施例提供了一种电机控制系统，包括电机和控制模块，还包括第一编码器和第二编码器，所述第一编码器和所述第二编码器用于检测所述电机的运行参数；
所述第一编码器、所述第二编码器和所述电机均与所述控制模块连接，且所述控制模块根据所述第一编码器的检测结果控制所述电机的运行状态，所述控制模块根据所述第一编码器和所述第二编码器的检测结果判断所述电机控制系统是否正常工作。
本实用新型提供的电机控制系统，包括两个能够检测电机运行参数的编码器，并根据其中一个编码器的检测结果控制电机的运行状态，同时，根据两个编码器的检测结果之间的比较，判断电机控制系统是否正常工作，例如：当两个编码器检测的运行参数之间的差值大于设定值时，则表明电机控制系统出现异常(如：其中一个编码器可能出现故障)；若当两个编码器检测的运行参数之间的差值不大于设定值时，则表明电机控制系统正常工作。
该电机控制系统采用双编码器冗余技术，并接入控制模块，来控制单个编码器故障时导致整个系统发生危险的异常情况。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。
附图说明
附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。
图1为本实用新型实施例所述的电机控制系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例所述的电机控制系统的电路框图。
附图标记：
1-电机，11-电机轴，2-磁电编码器，21-磁铁，22-电路板，3-光电编码器，31-码盘，32-光电读头，4-控制模块，41-第一检测电路，42-第二检测电路，43-控制电路，44-比较电路。
具体实施方式
下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种电机控制系统，包括电机1、控制模块4、第一编码器和第二编码器。
其中，第一编码器和第二编码器能够检测电机1的运行参数，如电机1的运行速度和电机轴11的位置等。
第一编码器、第二编码器和电机1均与控制模块4连接，且控制模块4根据第一编码器的检测结果控制电机1的运行状态，控制模块4根据第一编码器和第二编码器的检测结果判断电机控制系统是否正常工作。
本实用新型实施例提供的电机控制系统，包括能够检测电机1运行参数的第一编码器和第二编码器，并根据第一编码器的检测结果控制电机1的运行状态，同时，根据第一编码器和第二编码器的检测结果之间的比较，判断电机控制系统是否正常工作，例如：当第一编码器和第二编码器检测的运行参数之间的差值大于设定值时，则表明电机控制系统出现异常(如：其中一个编码器可能出现故障)；若当第一编码器和第二编码器检测的运行参数之间的差值不大于设定值时，则表明电机控制系统正常工作。
该电机控制系统采用双编码器冗余技术，并接入控制模块4，来控制单个编码器故障时导致整个系统发生危险的异常情况，提高了电机1工作的可靠性、安全性。
可选地，如图1所示，第一编码器与第二编码器为不同类型的编码器。具体地，第一编码器可为磁电编码器2，第二编码器可为光电编码器3。当然，第一编码器也可为光电编码器3，第二编码器也可为磁电编码器2。
如果第一编码器与第二编码器均采用磁电编码器2，两个磁电编码器2的磁场相互干扰，影响磁电编码器2的检测精度或者正常工作，并且在使用中，容易损坏磁栅，带来未知的隐患。如果第一编码器与第二编码器均采用光电编码器3，则需要两个光电编码器3的码盘31叠层安装，结构非常复杂，电机轴11的长度也要增加，导致电机1整体长度过长，不能满足AGV的使用需求。
采用磁电编码器2与光电编码器3的结合，可以避开以上两种结构带来的弊端，且磁电编码器2的紧凑可以大大缩短电机1的整体长度，对AGV整车体积的减小创造了有利条件。
可选地，如图1所示，磁电编码器2包括安装在电机1的电机轴11的端部的磁性件(如磁铁21)，且磁电编码器2还包括集成有霍尔元件的电路板22，电路板22固定至电机1的壳体。其中，霍尔元件所在的电路板22上可设有安装柱，电机壳体的端面上可设有销钉孔，可通过销钉穿过安装柱和销钉孔，将电路板22安装在电机壳体的端面上。
磁电编码器2的磁铁21安装在电机轴11的端部，电机轴11转动后，磁电编码器2通过霍尔元件检测电机轴11位置信息的变化，并通过电路板22将磁场信号转变为电信号输出，以用于电机1的控制。
具体地，磁电编码器2可包括安装在电机轴11末端的跟随旋转的一块磁铁21，和焊接有高度集成的霍尔元件(如AEAT-8800-Q24芯片)的一个电路板22。磁铁21产生磁场，作用到霍尔元件上，改变内部电荷移动路径，产生电势差。基于电压的变化，计算出电机轴11的旋转角度和方向。经过电路板22的霍尔元件及相关信号处理和调节电路的综合处理，最终输出增量方波脉冲。
可选地，如图1所示，光电编码器3包括安装在电机1的电机轴11的中部的码盘31，且光电编码器3的光电读头32固定至电机1的壳体。其中，光电编码器3的光电读头32可安装在电机壳体的端面上，码盘31可穿透光电读头32的内部。
光电编码器3的码盘31贯穿安装在电机轴11上，电机轴11转动后，码盘31随电机轴11同轴转动，光电编码器3的光电读头32接受透过码盘31的明暗相间的光线，将光信号转化为电信号。
具体地，光电编码器3可包括光源、码盘(即光栅)31、光电读头32以及电路板(包括数据处理和输出电路)，码盘31上有一定编码规则的遮光和透光组合，码盘31与电动机同轴，电机轴11的旋转带动码盘31的旋转，使得透过码盘31的光线传到光电读头32上，再经过电子线路的整形处理，输出若干个特定的脉冲信号，根据该信号的每秒脉冲数便可计算当前电机1的转速。输出电路输出两组方波脉冲，其中两组方波脉冲相位差相差90度，用以判断电机1的旋转方向，方波脉冲的频率用以测定电机1的速度，方波脉冲的个数决定电机1的运行位置。
如图1所示，磁电编码器2和光电编码器3组合使用时，光电编码器3的码盘31安装在电机轴11的中部，磁电编码器2的磁铁21安装在电机轴11的端部，使得两个编码器可以安装在同一个电机轴11上，结构紧凑，且结构互不干扰，且磁电编码器2和光电编码器3的检测过程互不干扰，检测精度高。
可选地，如图2所示，控制模块4包括：
第一检测电路41，设置成检测磁电编码器2输入的运行参数；
第二检测电路42，设置成检测光电编码器3输入的运行参数；
控制电路43，设置成根据第一检测电路41检测的运行参数(即磁电编码器2输入的运行参数)，控制电机1的运行状态；和
比较电路44，设置成比较第一检测电路41检测的运行参数和第二检测电路42检测的运行参数(即光电编码器3输入的运行参数)，当第一检测电路41检测的运行参数和第二检测电路42检测的运行参数之间的差值不大于设定值时输出电机控制系统正常工作的信号，当第一检测电路41检测的运行参数和第二检测电路42检测的运行参数之间的差值大于设定值时输出电机控制系统异常工作的信号。
控制模块4中，第一检测电路41用于检测磁电编码器2输入的运行参数，第二检测电路42用于检测光电编码器3输入的运行参数，其中控制电路43根据第一检测电路41检测的来自磁电编码器2的运行参数，控制电机1的工作，比较电路44通过比较第一检测电路41和第二检测电路42检测的来自磁电编码器2和光电编码器3的运行参数之间的差值，与设定值之间的大小，判断电机控制系统是否正常工作。具体地，当该差值未超出设定值时，即磁电编码器2和光电编码器3检测的运行参数一致时，说明编码器运行正常，整个电机控制系统处于正常工作状态；当该差值超出设定值时，即磁电编码器2和光电编码器3检测的运行参数不一致时，说明编码器出现故障，整个电机控制系统处于异常工作状态。
可选地，该电机控制系统具有双编码器来检测电机的运行参数，可靠性高，工作安全，且体积小，因此可适用于AGV中。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (9)
1.一种电机控制系统，包括电机和控制模块，其特征在于：还包括第一编码器和第二编码器，所述第一编码器和所述第二编码器用于检测所述电机的运行参数；
所述第一编码器、所述第二编码器和所述电机均与所述控制模块连接，且所述控制模块根据所述第一编码器的检测结果控制所述电机的运行状态，所述控制模块根据所述第一编码器和所述第二编码器的检测结果判断所述电机控制系统是否正常工作。
2.根据权利要求1所述的电机控制系统，其特征在于：所述第一编码器与所述第二编码器为不同类型的编码器。
3.根据权利要求2所述的电机控制系统，其特征在于：所述第一编码器为磁电编码器。
4.根据权利要求3所述的电机控制系统，其特征在于：所述磁电编码器包括安装在所述电机的电机轴的端部的磁性件。
5.根据权利要求4所述的电机控制系统，其特征在于：所述磁电编码器还包括集成有霍尔元件的电路板，所述电路板固定至所述电机的壳体。
6.根据权利要求2所述的电机控制系统，其特征在于：所述第二编码器为光电编码器。
7.根据权利要求6所述的电机控制系统，其特征在于：所述光电编码器包括安装在所述电机的电机轴的中部的码盘。
8.根据权利要求7所述的电机控制系统，其特征在于：所述光电编码器的光电读头固定至所述电机的壳体。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电机控制系统，其特征在于，所述控制模块包括：
第一检测电路，设置成检测所述第一编码器输入的运行参数；
第二检测电路，设置成检测所述第二编码器输入的运行参数；
控制电路，设置成根据所述第一检测电路检测的运行参数，控制所述电机的运行状态；和
比较电路，设置成比较所述第一检测电路检测的运行参数和所述第二检测电路检测的运行参数，当所述第一检测电路检测的运行参数和所述第二检测电路检测的运行参数之间的差值不大于设定值时输出所述电机控制系统正常工作的信号，当所述第一检测电路检测的运行参数和所述第二检测电路检测的运行参数之间的差值大于设定值时输出所述电机控制系统异常工作的信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920711662.8U CN209881684U (zh) | 2019-05-17 | 2019-05-17 | 一种电机控制系统 |
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| CN201920711662.8U CN209881684U (zh) | 2019-05-17 | 2019-05-17 | 一种电机控制系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN209881684U true CN209881684U (zh) | 2019-12-31 |
Family
ID=68965375
Family Applications (1)
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| CN201920711662.8U Active CN209881684U (zh) | 2019-05-17 | 2019-05-17 | 一种电机控制系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN209881684U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113741350A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-12-03 | 珠海格力电器股份有限公司 | 基于双编码器反馈的伺服控制系统、方法及用电设备 |
| EP4333266A1 (de) * | 2022-09-02 | 2024-03-06 | maxon international ag | Elektronisch kommutierter elektromotor |
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2019
- 2019-05-17 CN CN201920711662.8U patent/CN209881684U/zh active Active
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