[发明专利]一种低压、无传感器FOC电机驱动系统

说明书

本发明公开了一种低压、无传感器FOC电机驱动系统，包括驱动单元、控制单元和位置检测单元，控制单元接收控制信号，驱动单元接收电流并为电机本体工作提供电源，位置检测单元具有霍尔传感器用于检测电机本体位置并将位置信号向控制单元进行反馈，控制单元接收到位置信号和控制信号后，再控制驱动单元进行工作；本系统精度高，速度快以高性能的DSP为核心、以软件控制为导向；可编程，对环境不敏感，可以实现准确的操作，采用先进的算法，采用多级辅助功能，易于升级；能够用软件实现复杂控制算法，而不需采用复杂的模拟电路设计。

技术领域

本发明涉及电机驱动技术，具体是一种低压、无传感器FOC电机驱动系统。

背景技术

就电机而言，手持的主要采用有刷电机，此类电机价格便宜、结构简单，但是可靠性较差易损坏，工作时会出现电火花现象，调速性能较差。

而目前的控制方式，多以PLC和单片机为主，这类工具一般体积较大，灵敏性较差。在控制系统中若给定的输入信号是预先未知且随时间变化的，并且系统的输出量随输入量的变化而变化这种系统就称为随动系统。快速跟踪和准确定位是随动系统的两个重要技术指标。其随动系统控制器的好坏直接影响着装备战术技术性能因此如何使随动系统具有稳定性好、可靠性高、响应速度快、跟踪精度高等特点成为研究随动系统的关键。

随着计算机技术、现代控制理论的迅猛发展，由数字控制装置组成的随动系统即数字随动系统应运而生。与传统的模拟系统相比，数字随动系统控制是从计算机接收控制命令它具有设计简单，体积小，修改方便，精度高，可靠性高等优点。

无刷直流电机是一种新型机电一体化直流电机，是现代电子技术( 包括电力电子和微电子技术) 、控制理论和电机技术相结合的产物。不同于采用机械换向的传统有刷直流电机，BLDCM 采用电子换向技术，具有运行效率高、安全可靠、噪声低、散热性能好、体积小、寿命长、控制灵活等一系列优点。

无刷直流电机传统控制电路多采用单片机作为主控制器，但单片机运算速度较慢，难以实现复杂的电机控制算法，其控制系统的运行稳定性、精度等不足以满足使用者对其的性能要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低压、无传感器FOC电机驱动系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低压、无传感器FOC电机驱动系统，包括驱动单元、控制单元和位置检测单元，控制单元接收控制信号，驱动单元接收电流并为电机本体工作提供电源，位置检测单元具有霍尔传感器用于检测电机本体位置并将位置信号向控制单元进行反馈，控制单元接收到位置信号和控制信号后，再控制驱动单元进行工作。

所述控制单元包括DSP，控制单元根据调速电路的型号，输出相应的PWM型号，驱动模块将脉宽变化的方波信号转换为大小变化的直流信号，经过驱动模块整形、放大后控制电机；所述DSP采用TMS320F28335芯片。

所述驱动模块包括驱动电路和逆变电路，驱动电路由DRV8353RS前置驱动器和多个MOS管构成，多个MOS呈星形连接，驱动模块还包括驱动芯片UCC27210和UCC27211驱动器，驱动模块将PWM控制信号进行调理放大，控制逆变电路中具有开关功能的MOS管的通断；所述MOS管采用CSD19506KCB MOSFET功率管；所述逆变电路由 6 个 CSD18533 MOSFET 功率管组成，接收 PWM 信号，输出 BLDCM 三相交流源。

作为本发明的优选方案：所述位置检测单元包括多个独立的编码器，编码器连接电压电流采样电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

精度高，速度快以高性能的DSP为核心、以软件控制为导向；

可编程，对环境不敏感，可以实现准确的操作，采用先进的算法，采用多级辅助功能，易于升级；