[实用新型]一种隔离式刷式直流电机电流测量系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电机控制技术领域，尤其涉及一种具有全隔离功能的刷式直流电 机绕组电流测量系统。

背景技术

21世纪的今天，电机在现代化的许多生产、生活方面中起着十分重要的作用，如： 工业生产、交通运输、航空航天、机器人技术、运动控制技术等方面。随着人们对自动化的精 度、速度要求越来越高，电机的复杂、精密控制成为一项系统工程技术，应用领域极为广泛， 例如：火炮系统、飞船光电池对太阳的跟踪控制，数控机床等各类工业设备。在各类各样的 电机中，刷式直流电机以起动和调速性能好、过载能力强、受电磁干扰影响小、转矩大等优 点活跃在许多场合。各类电机的控制方法一直在不断研究中，对电机的复杂控制，是指对电 动机的转速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量通过一些控制算法进行数字控制，从而 达到先进的电机动、静态工作性能。在许多需要尽量缩短起动、制动过程的时间的工程机械 中都需要用到复杂数字控制，例如龙门刨床、可逆轧钢机等。而对于刷式直流伺服电机来 说，电流控制环能保证电机在最大允许电流下迅速起动、制动，可以充分利用电机的过载能 力，使系统以最大加速度运行，当到达稳态时电流控制环使电流降下来使转矩马上与负载 转矩平衡，系统稳定运行。电流控制环可改善电机转矩的动、静态性能，达到系统稳、准、快 的工作目标，并且可以起到过流保护的作用，可见在刷式直流伺服电机的复杂控制中电流 环起着重要的作用。对刷式直流电机的电流测量是电流控制环的重要环节。

实用新型内容

针对背景技术存在的问题，本实用新型提供一种隔离式刷式直流电机电流测量系 统。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种隔离式刷式直流电机电流测量系统，包括：采样电阻电路、隔离放大器、

基于STM32的微控制器、ADC基准电压源；采样电阻电路与隔离放大器连接，隔离放 大器与基于STM32的微控制器连接，ADC基准电压源与基于STM32的微控制器连接。

所述的采样电阻电路包括采样电阻R1，去噪电容C_F4、C_F3；C_F4的第一引脚连接 R1的第一引脚,C_F4的第二引脚连接锂电池组的地,C_F3的第一引脚连接R1的第二引脚,C_ F3的第二引脚连接锂电池组的地。

所述的隔离放大器包括元件U9、输入端匹配电阻R36、R37、匹配电容C32，

芯片电压去耦电容C3、C31，差分输出端去噪电容C_D1、C_D2，输出端RC滤波环节 RF1、C_F5、R_F2、C_F7，微控制器GPIO口输出端去噪电容C_F6、C_F7；元件U9采用芯片 AMC1200实现；U9的第二引脚与R36的第二引脚和C32的第一引脚连接,U9的第3引脚与R37的 第二引脚和C32的第二引脚连接,U9的第一引脚与C30的第一引脚连接，U9的第4引脚与C30 的第二引脚连接,U9的第8引脚与C31的第一引脚连接,U9的第5引脚与C31折第二引脚连接。 R_F1的第一引脚与C_D1的第一引脚连接，R_F1的第二引脚与C_F5的第一引脚和C_F6的第一 引脚连接。R_F2的第一引脚与C_D2的第一引脚连接，R_F2的第二引脚与C_F7和第一引脚和 C_F8的第一引脚连接。C_D1、C_D2、C_F5、C_F6、C_F7、C_F8的第二引脚相连接。

所述的基于STM32的微控制器包括主控芯片，晶振、复位模块，SWD下载调

试接口，状态指示，2mm间距接口座子。

所述的ADC基准电压源包括U1，芯片去耦电容C1、C2、C3；U1的第2引脚

与C1、C2的第一引脚连接，U1的第6引脚与C3的第一引脚连接，C1、C2、C3的第二引 脚相连接。

与其它刷式直流电机电流测量电路相比，本实用新型具有以下优点：

（1）电路安全可靠，电流采样精度高，采样频率较高。

（2）具有强电、弱电之间的隔离，模拟、数字之间的隔离，电路板上系统具有完整性 较好、信噪比较低的信号传递，防瞬态冲击保护的功能。

（3）通过隔离放大器作为隔离器件实现刷式直流电机的电枢电流测量，且采样环 节可以与任意电机绕组串接，适用电机范围广、适用环境宽。

（4）选用的微控制器内集成有12-bit、最高1MHz采样率、多采样通道的ADC单元，不 需要专门的ADC芯片就可以实现高精度的电流测量，集成度高、成本低。

附图说明