[发明专利]一种水槽式清洁设备的电机驱动系统

说明书

技术领域：

本发明属于电机驱动领域，尤其涉及一种水槽式清洁设备的 电机驱动系统。

背景技术：

电机技术正在从有刷电机向无刷电机和三相FOC电机演化， 传统的有刷电机结构简单、便于控制、性能优异，但其可靠性差、 噪声大、振动大、部件磨损大。运转过程中会产生火花，这限制 了它在一些场合中的应用。三相简易无刷电机则更可靠，尺寸也 更小，性能良好，但同样具有噪音大、振动大、会产生扭矩纹波 等缺点。带传感器的三相FOC电机克服了前两种电机的缺点，它 噪音小、振动小，性能更好，在动态系统中的效率更高，但这类 电机成本过高，传感器的故障率高，限制了它的普及应用。

发明内容：

本发明目的是为了解决现有技术的不足，提供稳定输出、噪 音小的一种水槽式清洁设备的电机驱动系统，其技术方案如下：

一种水槽式清洁设备的电机驱动系统，其特征在于，包括：

电机驱动控制器，包括PWM脉宽调制模块、电机矢量控制模 块和电机相电流检测模块；所述PWM脉宽调制模块控制输出三组 PWM脉冲；所述电机相电流检测模块用于检测电机三个相位的电 流，所述电机矢量控制模块连通PWM脉宽调制模块和电机相电流 检测模块，所述电机矢量控制模块内附有FOC算法；

逆变器，所述逆变器连通PWM脉宽调制模块和电机，用于将 直流电转换成交流电供电机的电源；

电源控制器，所述电源单元包括总供电电源电路和电源检测 电路；

电机驱动控制器控制PWM脉宽调制模块输出PWM脉冲，PWM 脉冲控制逆变器导通，电源电压经逆变器输出驱动电机，同时， 电机相电流检测模块检测电机三个相位的电流，电机矢量控制模 块将检测到的相电流经过FOC算法，分解成坐标系上的直流电流， 分别为转子励磁分量电流和转矩分量电流，电机矢量控制模块通 过控制转子励磁分量电流和转矩分量电流不变来控制PWM脉冲的 脉冲，从而控制电机恒定输出。

进一步的，所述电机驱动控制器采用电机驱动控制芯片 FCM8531QY，所述逆变器采用电机驱动功率管芯片 FSB50450AS。

进一步的，所述总供电电源电路包括依次连接的滤波模块、 整流模块和变压模块，还包括开关电源模块，所述滤波模块包括 熔断器F1和压敏电阻RV1以及热敏电阻NTC，所述熔断器F1 串连在高压电源上，压敏电阻RV1并联在高压电源上，热敏电阻 NTC连接滤波模块，压敏电阻和热敏电阻用于判断高压电源是否 正常，若正常则高压电源依次连接电感滤波、连接整流桥整流， 所述开关电源模块的输入端连接整流滤波后的电源，所述开关电 源模块的输出端经三个并联的电容稳压滤波后输出14V供电电 源。

进一步的，所述电源检测电路的输入端连接经电感滤波后的 高压电源，且电源检测电路的输入端还连接有继电器开关，所述 电源检测电路包括掉电检测模块和欠压过压检测模块，掉电检测 模块包括第一放大器，第一放大器的同相输入端上串联开关二极 管和两个分压电阻，所述第一放大器的反相输入端接掉电参考电 压，第一放大器的输出端为掉电检测输出电平；所述欠压过压检 测模块包括第二放大器和第三放大器，所述第二放大器的同相输 入端连接高压分压后电压电源输入，所述第二放大器的反相输入 端接欠压参考电压，所述第三放大器的同相输入端接过压参考电 压，第三放大器的反相输入端连接第二放大器的同相输入端，第 二放大器的输出端和第三放大器的输出为欠压过压检测输出。

当系统出现掉电，掉电检测模块的输出电平变低，并且输出 至系统的主控芯片，系统立即保存掉电时正运行的数据，等下次 来电时，从主控芯片中读取掉电时保存的数据，并恢复数据。

当系统出现欠压过压是，欠压过压检测模块的输出电平为低 电平时，并且输出至系统的主控芯片，主控芯片输出报警信息， 提示用户电网电压出现波动。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明的电机驱动采用无传感器矢量控制电机恒定转动， 利用在电机驱动控制器内载入FOC算法，通过检测电机输出相位 电流，快速定位转子的位置，以及快速调节PWM脉冲的输出，使 得电机输出的功率恒定且功率高，电机的运转的噪音也大大减小， 电机的使用寿命也更高；