[发明专利]一种电动机控制系统的电机驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及电动机控制领域，尤其涉及一种可作为电动机控制系统的电机驱动器。

背景技术

直流电动机以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用，但普通的直流电动机由于采用电刷式机械换相，可靠性差，需要经常维护；换相时产生电磁干扰，噪声大，影响了直流电动机在控制系统中的进一步应用。

为了克服机械换相带来的缺点，以电子换相取代机械换相的无刷电动机应运而生。之后，国际上对无刷直流电动机进行了深入的研究，先后研制成方波无刷电动机和正弦波直流无刷电动机。20多年以来，随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术特别是大功率开关器件的发展，无刷电动机得到了长足的发展。无刷直流电动机已经不是专指具有电子换相的直流电动机，而是泛指具备有刷直流电动机外部特性的电子换相电动机。无刷直流电动机不仅保持了传统直流电动机良好的动、静态调速特性，且结构简单、运行可靠、易于控制。其应用从最初的军事工业，向航空航天、医疗、信息、家电以及工业自动化领域迅速发展。

无刷直流电动机一般由电子换相电路、转子位置检测电路和电动机本体三部分组成，电子换相电路一般由控制部分和驱动部分组成，而对转子位置的检测一般用位置传感器来完成。工作时，控制器根据位置传感器测得的电动机转子位置有序的触发驱动电路中的各个功率管，进行有序换流，以驱动直流电动 机。

用位置传感器作为转子的位置检测装置是最直接有效的方法。但是由于位置传感器的存在，增加了无刷直流电动机的重量和结构尺寸，不利于电动机的小型化；旋转时传感器难免有磨损，且不易维护；同时，传感器的安装精度和灵敏度直接影响电动机的运行性能；另一方面，由于传输线太多，容易引入干扰信号；由于是硬件采集信号，更降低了系统的可靠性。为适应无刷电动机的进一步发展，无位置传感器无刷直流电动机应运而生，它一般利用电枢绕组的感应反电动势来间接获得转子磁极位置，与直接检测法相比，省去了位置传感器，简化了电动机本体结构，取得了良好的效果，并得到了广泛的应用。而近些年，随着电子技术、控制技术的发展，位置检测可以通过芯片配合适当的算法来实现。但现有的用于无位置传感器无刷直流电动机的控制系统普便存在电路不完善，硬件电路复杂，没有相应的电压、电流保护电路及成本相对较高等缺点。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种电机驱动器，其目的是解决现有的无位置传感器的电机驱动器硬件电路复杂、成本高，没有相应的电压、电流保护电路等方面存在的问题。

本发明实施方式是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种电机驱动器，包括：DSP控制器、功率驱动电路、三相全桥逆变电路、反电动势检测电路、电流检测电路和保护电路；

所述DSP控制器，其脉冲宽度调制PWM信号输出端经功率驱动电路与驱动电动机的三相全桥逆变电路连接，用于输出正确的PWM控制方波，经功率驱动电路控制三相全桥逆变电路的通断，实现对电动机的正确馈电，控制电动机运行；

所述反电动势检测电路，经模拟/数字转换器ADC与所述DSP控制器，用于 根据模拟/数字转换器ADC转换所测量得到的端电压信号来得到反电动势过零点，进而确定换相点，通过所述DSP控制器控制输出正确的PWM控制方波；

所述电流检测电路，通过模拟/数字转换器ADC与所述DSP控制器连接，其反馈端与所述三相全桥逆变电路输出端连接，用于对三相全桥逆变电路反馈的电流信号进行检测，并经模拟/数字转换器ADC转换后传送至所述DSP控制器用于确定是否过流；

所述保护电路，与所述DSP控制器的控制端连接，用于根据所述DSP控制器控制端提供的电流与电压的变化，对所述DSP控制器进行过流、过压保护。

所述的DSP控制器采用TMS320LF240x系列芯片。

所述的DSP控制器采用TMS320LF240芯片。

所述的电流检测电路由接在三相全桥逆变电路的逆变桥下端与功率驱动电路的功率板地线之间的分流电阻和放大电路组成。

所述的反电动势检测电路是由两个电阻和一个起滤波作用的电容组成的端电压分压电路。

所述的功率驱动电路由三片IR21101连接组成。

所述电机驱动器还包括：接口电路，用于连接外部设备，具体包括键盘和显示电路以及内存扩展电路。

所述的保护电路为过流保护电路和过压保护电路。