本实用新型涉及电气控制领域，具体涉及一种基于永磁无刷直流电机的雨刮器控制系统。
背景技术：
传统的雨刮器需要用户手动操作，开车过程中司机需要根据雨量变化频繁控制雨刮的摆动速度，无法专注驾驶，注意力易被分散，因而存在交通隐患，智能控制雨刮器可以供用户选择在自动工作和手动工作两种模式间切换使用，自动工作模式下雨刮器会根据雨量大小自动调节摆动速度的快慢，提高了行车的安全系数，传统有刷直流电机具有转矩大、调速范围宽等一系列优点，但电刷-换向器的结构使得有刷直流电机存在电刷磨损，电磁干扰，工作过程中电压、温度、转速不稳定等一系列问题，本实用新型所述雨刮器采用永磁无刷直流电机拖动，由于采用了电子换向器结构，不仅继承传统直流电机的优点，还使上述出现的问题得以解决，有效地延长了电机的寿命。
技术实现要素：
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种基于永磁无刷直流电机的雨刮器控制系统，包括用来检测挡风玻璃上雨量大小的雨量传感器，雨量传感器通过模数转换模块连接单片机的输入端，单片机输出端依次通过隔离驱动模块和逆变模块连接永磁无刷直流电机，永磁无刷直流电机分别经电流检测保护模块和转子位置检测模块连接单片机的反馈输入端，此外系统还包括切换开关、保护模块、显示模块以及键盘模块，本实用新型所述的是一种基于永磁无刷直流电机的雨刮器控制系统，其优点是可以实现雨刮器的智能控制，即自动工作模式下，雨刮可以根据挡风玻璃上雨量的大小实现自动启停并以无级调速的方式实现不同速度的摆动，此外采用永磁无刷直流电机代替传统有刷直流电机对雨刮器进行拖动，既继承了传统有刷直流电机转矩大、调速范围宽等优点，同时解决了电刷-换向器的结构带来的电刷磨损，电磁干扰，工作过程中电压、温度、转速不稳定等一系列问题，有效地延长了电机的寿命。
2.切换开关可以供用户选择雨刮器在自动工作和手动工作两种模式间切换使用。
3.键盘模块可以供用户在手动工作模式下，人为控制雨刮的启停以及摆动方式，分为高速、低速、间歇和复位，此外用户可以通过键盘模块进行转速、延迟启动、启动时长等设置。
4.雨量传感器根据汽车前挡风玻璃上的雨滴的密度及下落速度，判断出雨量大小，将该雨量大小经模数转换模块转换成电压数字量后传送给单片机进行处理，进而实现雨刮器的自动调速。
5.显示模块可以将实时的雨量大小、雨刮的摆动状态以及电机的温度显示在液晶屏上。
6.单片机根据输入的雨量大小，调整输出PWM的占空比大小，经驱动电路控制逆变模块中MOSFET的开关，达到控制雨刮摆动速度的目的。
7.转子位置检测模块，包括与永磁无刷直流电机连接的霍尔位置传感器，霍尔位置传感器将电机转子的位置信息反馈给单片机，单片机根据算法计算出电机的实际转速，将该实际转速与设定转速进行比较，求出转速差值后经过PI控制单元的调节，使得实际转速能够稳定趋于设定转速，从而使转速不受温度等外界条件影响，达到电机稳定运行的目的。
8.雨刮器控制系统还包括保护模块，保护模块可以实时监测电机运转过程中的电流值，对整个系统进行过流和堵转保护，一旦确定出现故障，可以立即停止雨刮的动作，同时通过蜂鸣器报警。
附图说明
附图1是基于永磁无刷直流电机的雨刮器控制系统的整体结构框图。图中雨量传感器通过模数转换模块连接单片机的输入端，单片机输出端依次通过隔离驱动模块和逆变模块连接永磁无刷直流电机，永磁无刷直流电机分别经电流检测保护模块和转子位置检测模块连接单片机的反馈输入端，此外系统还包括与单片机相连的切换开关、保护模块、显示模块以及键盘模块。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图1，对本实用新型提供的基于永磁无刷直流电机的雨刮器控制系统进行详细的说明。
1.本实施例中基于永磁无刷直流电机的雨刮器控制系统，如附图1所示，包括安装在汽车前挡风玻璃上的雨量传感器，该传感器用来检测挡风玻璃上雨量的大小，并通过模数转换模块将雨量大小转化为电压数字量后，通过单片机输入端传输给单片机进行处理，单片机根据输入的雨量大小数字量，调整输出PWM的占空比大小，依次通过隔离驱动模块和由MOSFET构成的逆变模块连接永磁无刷直流电机，对永磁无刷直流电机进行控制，达到控制雨刮摆动速度的目的，永磁无刷直流电机分别经电流检测保护模块和转子位置检测模块连接单片机的反馈输入端，将自身运转情况实时反馈给单片机，此外系统还包括与单片机相连的切换开关、保护模块、显示模块以及键盘模块。
2.切换开关与单片机相连，可以供用户实时选择雨刮器在自动工作和手动工作两种模式间切换使用，当系统在自动工作模式下运行时，系统将根据传感器检测的雨量大小自动进行调控，当系统在手动工作模式下运行时，用户可通过键盘模块对系统进行人为操控。
3.键盘模块与单片机相连，可以供用户在手动工作模式下，人为控制雨刮的启停以及摆动方式，摆动方式分为高速、低速、间歇和复位，此外用户可以通过键盘模块进行转速、延迟启动、启动时长等设置。
4.雨量传感器安装在汽车前挡风玻璃上，可以根据汽车前挡风玻璃上的雨滴的密度及下落速度，判断出雨量大小，将该雨量大小经模数转换模块转换成电压数字量后传送给单片机进行处理，进而实现雨刮器的自动调速。
5.显示模块与单片机相连，可以将实时的雨量大小、雨刮的摆动状态以及电机的温度显示在液晶屏上。
6.单片机根据输入的雨量大小数字量，调整输出PWM的占空比大小，经驱动电路控制逆变模块中MOSFET的开关，达到控制雨刮摆动速度的目的。
7.转子位置检测模块，包括与永磁无刷直流电机连接的霍尔位置传感器，所述的霍尔位置传感器将电机转子的位置信息反馈给单片机，单片机根据算法计算出电机的实际转速，将该实际转速与设定转速进行比较，求出转速差值后经过PI控制单元的调节，使得实际转速能够稳定趋于设定转速，从而使转速不受温度等外界条件影响，达到电机稳定运行的目的。
8.雨刮器控制系统还包括与电机相连的保护模块，所述保护模块可以实时监测电机运转过程中的电流值，对整个系统进行过流和堵转保护，一旦确定出现故障，可以立即停止雨刮的动作，同时通过蜂鸣器报警。