CN221380728U - 一种控制器与电机一体式同步磁阻电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种控制器与电机一体式同步磁阻电机，包括磁阻电机本体，所述磁阻电机本体下面设有安装底座，所述磁阻电机本体前方设有电机轴，所述磁阻电机本体后方设有散热风机罩，所述磁阻电机上方设有控制装置，所述控制装置外侧设有操作面板，所述控制装置内设有控制电路、功率放大电路、电流传感器、位置编码器、以及电源电路；所述电流传感器与所述控制器中间还设有第一滤波单元，所述位置编码器与所述控制器中间还设有第二滤波单元。本实用新型采用控制器和磁阻电机一体化设计，可去掉控制柜，及控制柜和电机之间的电缆，简化了设计环节，减少了故障点，节省了安装空间及时间。

Description

一种控制器与电机一体式同步磁阻电机

技术领域

本实用新型属于同步磁阻电机技术领域，尤其是涉及一种控制器与电机一体式同步磁阻电机。

背景技术

永磁同步电机由于结构紧凑、能量密度高、效率高等优点在电机行业受到广泛关注。但是也存在稀土材料价格高、容易退磁等缺点，其应用受到一定的限制。

近年来随着电子器件和磁场定向控制技术的进步，同步磁阻电机日趋成熟，在相当多场合得到了应用。同步磁阻电机具有成本低、效率稳定、转矩脉动小、可靠性高等优点。

磁阻电机需要通过控制器驱动得以运转工作，传统的磁阻电机的控制器安装在控制柜内，通过电缆连接控制电机运行。在实际应用中，磁阻电机与控制柜之间有一定的距离，电机与控制柜之间需要布置动力电缆和控制电缆，现场布线复杂和凌乱，而且有些现场没有足够的空间去安装控制柜。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在克服现有技术中上述问题的不足之处，提出一种控制器与电机一体式同步磁阻电机，将控制器和磁阻电机合二为一，减少布线，节省安装空间，使用方便。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种控制器与电机一体式同步磁阻电机，包括磁阻电机本体，所述磁阻电机本体下面设有安装底座，所述磁阻电机本体前方设有电机轴，所述磁阻电机本体后方设有散热风机罩，所述磁阻电机上方设有控制装置，所述控制装置外侧设有操作面板，所述控制装置内设有控制电路、功率放大电路、电流传感器、位置编码器、以及电源电路；所述控制电路通过功率放大电路连接磁阻电机本体，所述电流传感器、位置编码器一方面连接磁阻电机本体，另一方面连接控制电路；

所述控制电路上设有控制器、CAN模块、PWM模块、AD模块、捕获模块、以及多个I/O模块，所述CAN模块、PWM模块、AD模块、捕获模块、以及多个I/O模块均连接控制器，所述控制器通过PWM模块连接功率放大电路，所述控制器通过CAN模块连接上位机，所述控制器通过AD模块连接电流传感器，所述控制器通过捕获模块连接位置编码器，所述控制器通过I/O模块连接电源电路；

所述电流传感器与所述控制器中间还设有第一滤波单元，用于将有用的信号保存，并把无用的噪音信号滤除；

所述位置编码器与所述控制器中间还设有第二滤波单元，所述第二滤波单元包括共模滤波电路和差模滤波电路。

进一步的，所述操作面板上设有按键，所述按键通过I/O模块连接控制器。

进一步的，所述电流传感器采用霍尔电流传感器，利用霍尔元件检测流过的磁场强度，并转化为电压信号，反馈到控制器中。

进一步的，所述第一滤波单元包括低通滤波器、高通滤波器、有源滤波器、无源滤波器中的任意一种或几种。

进一步的，所述位置编码器采用增量式编码器，用于检测电机的位置和速度，并反馈到控制器中。

进一步的，所述控制装置上还设有控制器接线孔，通过控制器接线孔连接磁阻电机本体。

进一步的，所述散热风机罩内设有散热风机。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种控制器与电机一体式同步磁阻电机具有以下优势：

本实用新型采用控制器和磁阻电机一体化设计，可去掉控制柜，及控制柜和电机之间的电缆，简化了设计环节，减少了故障点，节省了安装空间及时间；同时，本实用新型将电机电流和转速闭环都集成在了控制器上，并且具有较强的和上位机通讯的能力，高集成度使得装置简单可靠，提高了智能化程度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种控制器与电机一体式同步磁阻电机的主视图；

图2为本实用新型的一种控制器与电机一体式同步磁阻电机的俯视图；

图3为本实用新型的一种控制器与电机一体式同步磁阻电机的原理框图。

附图标记说明

1-磁阻电机本体；2-安装底座；3-电机轴；4-散热风机罩；5；控制装置；6-操作面板；7-控制器接线孔；8-控制电路；9-功率放大电路；10-电流传感器；11-位置编码器；12-电源电路；13-第一滤波单元；14-第二滤波单元；15-上位机；16-按键。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-3所示，本实用新型提供了一种控制器与电机一体式同步磁阻电机，包括磁阻电机本体1，所述磁阻电机本体1下面设有安装底座2，所述磁阻电机本体1前方设有电机轴3，所述磁阻电机本体1后方设有散热风机罩4，所述磁阻电机本体1上方设有控制装置5，所述控制装置5外侧设有操作面板6，所述控制装置5内设有控制电路8、功率放大电路9、电流传感器10、位置编码器11、以及电源电路12；所述控制电路8通过功率放大电路9连接磁阻电机本体1，所述电流传感器10、位置编码器11一方面连接磁阻电机本体1，另一方面连接控制电路8；

所述控制电路8上设有控制器、CAN模块、PWM模块、AD模块、捕获模块、以及多个I/O模块，所述CAN模块、PWM模块、AD模块、捕获模块、以及多个I/O模块均连接控制器，所述控制器通过PWM模块连接功率放大电路，所述控制器通过CAN模块连接上位机15，所述控制器通过AD模块连接电流传感器，所述控制器通过捕获模块连接位置编码器，所述控制器通过I/O模块连接电源电路12；

所述电流传感器10与所述控制器中间还设有第一滤波单元13，用于将有用的信号保存，并把无用的噪音信号滤除；

所述位置编码器11与所述控制器中间还设有第二滤波单元14，所述第二滤波单元14包括共模滤波电路和差模滤波电路。

具体的，所述操作面板6上设有按键16，所述按键16通过I/O模块连接控制器。

具体的，所述电流传感器10采用霍尔电流传感器，利用霍尔元件检测流过的磁场强度，并转化为电压信号，反馈到控制器中。

具体的，所述第一滤波单元13包括低通滤波器、高通滤波器、有源滤波器、无源滤波器中的任意一种或几种。

具体的，所述位置编码器11采用增量式编码器，用于检测电机的位置和速度，并反馈到控制器中。

具体的，所述控制装置5上还设有控制器接线孔7，通过控制器接线孔7连接磁阻电机本体1。

具体的，所述捕获模块采用增强型捕获模块。

具体的，所述散热风机罩4内设有散热风机，实现对电机的散热。

在本实用新型中，由于电流传感器10输出的信号直接送到控制器中会容易受到干扰，因为信号非常微弱，因此，把信号送到控制器前进行硬件滤波处理，包括低通滤波器、高通滤波器、有源滤波器或无源滤波器，保证有用的信号完全保存下来，无用的噪音信号滤除点。

在本实用新型中，由于位置编码器11输出的信号是差分信号，不能直接接到控制器上，必须对差分信号进行必要的滤波处理和差分转单端处理，滤波电路采用共模滤波电路和差模滤波电路，差分转单端采用236LS32芯片，经过双重滤波，位置编码器得到的信号非常准确和可靠，保证了电机闭环控制的质量。

在本实用新型中，还可以在控制装置5中设置振动传感器、电压传感器、温度传感器，用于检测电机运行中的振动、电压以及温度信息，通过上位机15实时监测电机的状态，实现智能控制与管理。

本实用新型将控制器与各功能单元集成在一起，集成度高，在电机工作时，可实时检测电机运行中的数据，并通过CAN模块传输时上位机15中，实现实时状态监测以及智能管理。

需要说明的是，本实用新型使用的电子元器件均为本领域的现有产品，各模块之间的连接关系也是本领域的常规连接关系，只要能实现数据传输即可，产品不限于具体的型号。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种控制器与电机一体式同步磁阻电机，其特征在于：包括磁阻电机本体(1)，所述磁阻电机本体(1)下面设有安装底座(2)，所述磁阻电机本体(1)前方设有电机轴(3)，所述磁阻电机本体(1)后方设有散热风机罩(4)，所述磁阻电机本体(1)上方设有控制装置(5)，所述控制装置(5)外侧设有操作面板(6)，所述控制装置(5)内设有控制电路(8)、功率放大电路(9)、电流传感器(10)、位置编码器(11)、以及电源电路(12)；所述控制电路(8)通过功率放大电路(9)连接磁阻电机本体(1)，所述电流传感器(10)、位置编码器(11)一方面连接磁阻电机本体(1)，另一方面连接控制电路(8)；

所述控制电路(8)上设有控制器、CAN模块、PWM模块、AD模块、捕获模块、以及多个I/O模块，所述CAN模块、PWM模块、AD模块、捕获模块、以及多个I/O模块均连接控制器，所述控制器通过PWM模块连接功率放大电路(9)，所述控制器通过CAN模块连接上位机(15)，所述控制器通过AD模块连接电流传感器(10)，所述控制器通过捕获模块连接位置编码器(11)，所述控制器通过I/O模块连接电源电路(12)；

所述电流传感器(10)与所述控制器中间还设有第一滤波单元(13)，用于将有用的信号保存，并把无用的噪音信号滤除；

所述位置编码器(11)与所述控制器中间还设有第二滤波单元(14)，所述第二滤波单元(14)包括共模滤波电路和差模滤波电路。

2.根据权利要求1所述的一种控制器与电机一体式同步磁阻电机，其特征在于：所述操作面板(6)上设有按键(16)，所述按键(16)通过I/O模块连接控制器。

3.根据权利要求1所述的一种控制器与电机一体式同步磁阻电机，其特征在于：所述电流传感器(10)采用霍尔电流传感器，利用霍尔元件检测流过的磁场强度，并转化为电压信号，反馈到控制器中。

4.根据权利要求1所述的一种控制器与电机一体式同步磁阻电机，其特征在于：所述第一滤波单元(13)包括低通滤波器、高通滤波器、有源滤波器、无源滤波器中的任意一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种控制器与电机一体式同步磁阻电机，其特征在于：所述位置编码器(11)采用增量式编码器，用于检测电机的位置和速度，并反馈到控制器中。

6.根据权利要求1所述的一种控制器与电机一体式同步磁阻电机，其特征在于：所述控制装置(5)上还设有控制器接线孔(7)，通过控制器接线孔(7)连接磁阻电机本体(1)。

7.根据权利要求1所述的一种控制器与电机一体式同步磁阻电机，其特征在于：所述散热风机罩(4)内设有散热风机。