[发明专利]直流电机控制系统、直流电机和用于控制直流电机的上位机

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及直流电机控制系统、直流电机和用于控制直流电机的上位机。

背景技术

永磁同步电机具有高功率密度、高效率、低损耗、体积小和结构简单等特点，得到了越来越广泛的运用。

目前，大多数的永磁直流电机采用内置式控制器进行控制，行业内，电机电源线通常有5个接口，分为红(VDC)黑(GND)白(VCC)黄(VSP)蓝(FG)，其中VDC为电机母线电压输入接口，VCC为15V输入接口，VSP为转速控制信号输入接口，FG为电机转速反馈信号。

在利用上位机控制电机的系统中，通过传统的5根电源线对电机控制，上位机只能通过FG接口获取电机的转速信号，无法直接获取电机转矩。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种实时反馈电机转矩的直流电机控制系统、直流电机和用于控制直流电机的上位机。

本发明提供了一种直流电机控制系统，其包括直流电机和用于控制所述电机的上位机，所述直流电机与所述上位机通过电源母线相连接，所述直流电机包括转矩输出接口，所述上位机包括转矩输入接口，所述电源母线包括转矩反馈子线，所述转矩反馈子线连接于所述转矩输出接口与所述转矩输入接口之间，用于将所述直流电机的转矩信号实时反馈给所述上位机。

所述直流电机还包括电机MCU，所述转矩输出接口与所述电机MCU相连接，所述电机MCU输出所述直流电机的转矩信号给所述转矩输出接口。

所述转矩信号为PWM脉宽调制信号，通过所述PWM脉宽调制信号的占空比来表示转矩数值。

所述上位机还包括上位机MCU和连接于所述上位机MCU与所述转矩输入接口之间的转矩接口电路，所述转矩接口电路用于读取所述转矩反馈子线传输的转矩信号并传送给所述上位机MCU进行处理。

所述转矩接口电路包括电阻R1、R2、R3、R4、光耦D1和电容C1，电阻R1的两端与光耦主边的两端相连接，电阻R1的一端接高电平Vdd,电阻R1的另一端通过电阻R2与所述转矩输入接口相连接，所述光耦副边的一端通过电阻R3与所述上位机MCU的一个I/O口相连接，所述光耦副边的另一端与所述上位机MCU的用于接收所述转矩信号的I/O相连接，且分别通过电阻R4和电容C1接地。

所述电源母线还包括电机母线电压信号子线， 15V电压信号子线，转速控制信号子线，电机转速反馈信号子线和接地子线，所述电机母线电压信号子线，所述 15V电压信号子线，所述转速控制信号子线，所述电机转速反馈信号子线、所述接地子线和所述转矩反馈子线分别具有不同的颜色。

本发明还提供了一种直流电机，其包括转矩输出接口和与所述转矩输出接口相连接的电机MCU，所述MCU用于将所述直流电机的转矩信号输出给所述所述转矩输出接口。

本发明还提供了一种用于控制直流电机的上位机，其包括上位机MCU、转矩输入接口和连接于所述上位机MCU与所述转矩输入接口之间的转矩接口电路，所述转矩接口电路用于读取所述转矩输入接口接收到的转矩信号并传送给所述上位机MCU进行处理。

与现有技术相比较，本发明的直流电机控制系统通过在直流电机上设置转矩信号输出接口，在上位机上设置转矩信号输入接口，并在传统的电源母线中增加一根电机转矩反馈子线来连接所述转矩信号输出接口和转矩信号输入接口，将电机的转矩实时的反馈给上位机，硬件电路搭建简单，上位机能够实现更加复杂的控制算法，整个电机控制系统的应用范围更广。

附图说明

图1是本发明直流电机控制系统的线束连接示意图；

图2是本发明直流电机控制系统的电路连接示意图；

图3是本发明直流电机控制系统的转矩信号的示意图；

图4是图3中的的转矩信号与占空比的关系示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明实施例中，提供了一种直流电机控制系统，其包括直流电机10和用于控制所述电机的上位机20，所述直流电机10与所述上位机20通过电源母线30相连接。

所述直流电机10包括转矩输出接口11和电机MCU12，所述转矩输出接口11与所述电机MCU12相连接，所述电机MCU12输出所述直流电机10的转矩信号给所述转矩输出接口12。

如图3、图4所示，所述转矩信号为PWM脉宽调制信号，通过所述PWM脉宽调制信号的占空比来表示转矩数值，通过设置转矩最大值与最小值对应的占空比的最大值和最小值，在占空比的最大值和最小值之间选取不同占空比对应表示不同转矩数值。