[实用新型]12步驱动三相直流无刷电机控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于电机控制系统技术领域，涉及一种12步驱动三相直流无刷电机控制器。

背景技术

目前本领域用于控制三相直流无刷电机的控制器采用的是6步驱动的方式，其每步驱动占用一个的电子周期的60度相位，平均力矩较小，在换相时会产生和平均电流一样大的续流，兼之该控制器的硬件部分又没有有效的吸收电路，因而会导致启动性能较差以及控制器发热等问题，影响电机的工作效率和使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，进而提供一种结构合理、智能化程度高、操作方便、可显著增大电机效率并使电机的换相更加平稳、启动更加顺畅的12步驱动三相直流无刷电机控制器。

为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的12步驱动三相直流无刷电机控制器由MCU控制单元、驱动输出单元、转子位置检测单元和异常保护单元组成，异常保护单元的输入信号取自电机的电压采样信号和电流采样信号，异常保护单元的输出端接至MCU控制单元的异常保护输入端，MCU控制单元采用12步驱动的C8051F系列控制器(Silicon Laboratories公司出品)，其输出端接至驱动输出单元的输入端，驱动输出单元的输出信号用于控制电机，其分压检测信号输经转子位置检测单元后接至MCU控制单元的转子位置检测信号输入端。

在上述的12步驱动三相直流无刷电机控制器中，所说的驱动输出单元包括三路并联设置的MOS管全桥电路，在各全桥电路的相线和电源线间以及相线和地线间均接设有100nF电容。

在所说的驱动输出单元中，各全桥电路中的MOS管均采用AOD4184器件。

本实用新型的技术解决方案还包括：在转子位置检测单元的三相分压端和输出端之间各接设一个4.7nF电容。

根据以上技术解决方案研发的产品是一种全新无刷无感电机控制器，该控制器硬件核心单元采用的C8051F系列元件是一款高性能MCU，与现有技术相比，其运算速度更快，控制也更加精确；该控制器的驱动输出单元使用大功率MOS管做三路全桥驱动，并据此在驱动方式上做了改进，由传统的6步驱动一个电子周期升级为12步驱动一个电子周期，即传统控制器在一个电子周期进行6次换相，每步驱动占用一个的电子周期的60度相位，而本实用新型采用12次换相，每步占用30度相位，在同样的电流下提高了平均功率，使控制更加细腻。此外，本实用新型在驱动输出单元中和转子位置检测单元中均增加了滤波电容，相比传统的控制器增大了平均力矩，使得电机效率提高了约10%，电机转动也更加平稳，减小了电机的振动、噪音、磨损，提高了线圈利用率，并且有效利用了一半的相线圈续流，从而降低了无刷电机的温度，提高了电机使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构框图。

图2是该控制器中驱动输出单元一个具体实施例的电路原理图。

图3是该控制器中转子位置检测单元一个具体实施例的电路原理图。

图4是传统的6步驱动电机控制器的力矩运算参考图。

图5是本实用新型所述12步驱动电机控制器的力矩运算参考图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型内容做进一步说明，但本实用新型的实际制作结构并不仅限于下述的实施例。

参见图1，本实用新型所述12步驱动三相直流无刷电机控制器的系统硬件部分主要包括MCU控制单元、驱动输出单元、转子位置检测单元和异常保护单元。异常保护单元的输入信号取自电机M的电压采样信号和电流采样信号，其输出端接至MCU控制单元的异常保护输入端。MCU控制单元的核心元件使用Silicon Laboratories公司的C8051F330器件，这是一款内部包含8K字节的软件代码的高性能MCU，用于实现对各个模块的控制、对外部调速信号采样、输出转速反馈信号等。MCU控制单元的输出端接至驱动输出单元的输入端，驱动输出单元的输出信号用于控制电机M，其分压检测信号输经转子位置检测单元后接至MCU控制单元的转子位置检测信号输入端。