专利名称：一种无刷直流电机转向控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业控制领域，具体是一种无刷直流电机转向控制装置。
二背景技术：
电机转向控制技术是在现代先进工业控制领域经常采用的一项重要技术。 电机的正反转实际上是通过改变加在电机上的电压的极性来实现的。对于低速直 流电机，在现有的实际应用中主要有两种方式控制其正反向转动。 一种是提前确定转 子的位置，根据预先设定的换向角施加外部工作电压来实现反向。另一种是采用半导 体开关构成的开关逆变电路与集成芯片构成的开关控制电路结合的方式，通过控制不 同桥臂开关管的通断来实现对电机转向的改变。
在申请号为200410049072的专利中提出了一种无刷直流电机换向方法，其中转子 相对于定子的位置被直接或间接确定，根据所确定的转子的位置，在一个预定的换向 角，将一个外部工作电压施加到至少一个电机线圈上。根据本发明，电机最好周期性 地在第二优化换向角和第一最初的预设换向角之间来回切换。如果换向角之间的切换 产生转速的变化，则新的工作点将偏离旧的工作点。为了补偿速度上的这种差异，不 仅预设的换向角要改变，电机电压也要改变。
在申请号为200710018896的专利中，公开了一种应用于无刷直流电机的谐振极软 开关逆变电路。该电路包括直流电源、输入分压电路、控制电路和逆变桥。输入分压 电路由两个电容串接而成；逆变桥的三个极点与无刷直流电机相连。在逆变桥的极点 和输入分压电路中点之间添加辅助谐振电路，包括3个辅助双向开关和1个电感。3 个辅助双向开关的一端和电感的一端相接；3个辅助双向开关的另一端分别接三相逆 变桥的极点；电感的另一端与输入分压电路中点相连。控制龟路发出信号控制辅助双 向开关及逆变桥开关器件的导通和关断。
在以上两种换向控制方法中，第一种所涉及的步骤较繁琐，需要进行预定换向角 和补偿。第二种方法结构复杂，需要多个辅助电路，成本较高。
三
发明内容
为克服现有技术中存在的结构复杂、成本较高和步骤繁琐的不足，本发明提出了 一种无刷直流电机转向控制装置。本发明包括遥控器、接收器、舵机、微动开关、电机及电源，其中微动开关包括 反转开关和正转开关。舵机的转动范围^为± 60°。
舵机与微动开关固定在电路板上；舵机与遥控器接收器连通。以连杆的轴线为控 制装置的母线；反转开关和正转开关分别位于母线的两侧，反转开关和正转开关的常 闭线分别与电源的正极相连；反转开关和正转开关的常开线分别与电源的负极相连； 反转开关和正转开关的输出线分别与电机的电源端子相连。电机与螺旋桨传动杆接通， 为水下航行器提供动力。
连杆的一端与舵机输出盘固定连接；与舵机输出盘配合后的连杆伸出长度同舵机 输出盘表面到微动开关中部的长度L1。开关侧边中点到舵机输出盘的距离L2、母线 与微动开关中心线之间的距离L3同L1之间的长度关系为L1^/(L2)2+(L3)2 ，以保证舵 机输出盘转动时连杆能对开关的闭合或断开状态进行操作。
调整舵机输出盘的初始位置，使位于输出盘上的连杆的初始位置与母线在同一平 面上，并且该平面平行于母线。
工作时，将电机与电源和微动开关进行电路连接。将各部分电源连接。当向上拨 动遥控器的控制端时，对应于舵机顺时针方向转动时，连杆将接触并按下正转微动开 关的开关片，使微动开关关闭，从而电机正转；当向下拨动遥控器的控制端时，对应 于舵机逆时针方向转动时，连杆将接触并按下反转微动开关的开关片，使微动开关关 闭，从而电机反转。从而实现了用机械的方法控制电机的换向。
本发明将机械传动原理与电路设计方法相结合，提出了一种基于机械的方法对电 机的转向进行控制的装置。该装置设计方案的步骤简单明了，易于实施。本发明所采 用的技术方案结构简单、成本低、操作方便可靠。
四
附图1总体方案示意图
附图2.连杆形状示意图 l.接收器2.舵机3.连杆4.反转开关5.电源6.正转开关7.电机 8.母线 Ll.输出盘表面到微动开关中部的长度 L2.开关侧边中点到舵机输出盘的距离 L3.母线与微动开关中心线之间的距离
五具体实施方式
本实施实例是应用于小型水下航行器的前进和后退控制中的电机转向控制装置。
本实施例包括遥控器及接收器l、舵机2、微动开关、电机7及电源5，其中微动 开关包括反转开关4和正转开关6。舵机选用Futaba S3003型号，转动范围a为± 60°; 正转开关和反转开关选用规格为耐压24V、额定电流5A的微动开关。电机为380型 无刷直流电机。遥控器采用工作频率为35MHZ频段的四通道(PCM)比例遥控器， 接收机有四组信号输出插口和一组电源插口 。
在本实例中，电机7与螺旋桨传动杆接通，以为水下航行器提供动力。
如图1所示，舵机2与微动开关通过舵机和微动开关自身的安装孔固定在电路板 上；舵机接在遥控器接收器的1通道。以连杆3的轴线为控制装置的母线8;反转开 关4和正转开关6分别位于母线8的两侧，反转开关4和正转开关6的常闭线分别与 电源5的正极相连；反转开关4和正转开关6的常开线分别与电源5的负极相连；反 转开关4和正转开关6的输出线分别与电机7的电源端子相连。
如图2所示，连杆3为Z字形金属杆，其直径同舵机输出盘盘面上连接孔的内径。 连杆的一端穿入舵机输出盘上的连接孔内，并且两者之间紧密配合；与舵机输出盘装 配后的连杆伸出长度同舵机输出盘表面到微动开关中部的长度L1。图2中，L2为母 线平行的开关侧边的中点到舵机输出盘的距离，L3为母线与微动开关中心线之间的距 离；Ll、 L2禾BL3的长度关系为L1^/(L2)2+(L3)2 ，以保证舵机输出盘转动时连杆能对 开关的闭合或断开状态进行操作。
调整舵机输出盘的初始位置，使位于输出盘上的连杆的初始位置与母线8在同一 平面上，并且该平面平行于母线。
工作时，将电机与电源和微动开关进行电路连接。将各部分电源连接。当向上拨 动遥控器的l通道的控制端时，对应于舵机顺时针方向转动时，连杆将接触并按下正 转微动开关的开关片，使微动开关关闭，从而电机正转；当向下拨动遥控器的l通道 的控制端时，对应于舵机逆时针方向转动时，连杆将接触并按下反转微动开关的开关 片，使微动开关关闭，从而电机反转。从而实现了用机械的方法控制电机的换向。
权利要求
1.一种无刷直流电机转向控制装置，其特征在于所述的转向控制装置包括接收器(1)、舵机(2)、电机(7)、电源(5)、反转开关(4)和正转开关(6)；连杆(3)的一端与舵机输出盘固定连接；以连杆(3)的轴线为控制装置的母线(8)，反转开关(4)和正转开关(6)分别位于控制装置的母线(8)两侧，反转开关(4)和正转开关(6)的常闭线分别与电源(5)的正极相连，反转开关(4)和正转开关(6)的常开线分别与电源(5)的负极相连；反转开关(4)和正转开关(6)的输出线分别与电机7的电源端子相连；电机(7)与螺旋桨传动杆接通。
2. 如权利要求1所述一种无刷直流电机转向控制装置，其特征在于与舵机输出盘配合 后的连杆(3)伸出长度同舵机输出盘表面到微动开关中部的长度L1;开关侧边中 点到舵机输出盘的距离L2、母线与微动开关中心线之间的距离L3同L1之间的长 度关系为<formula>formula see original document page 2</formula>
3. 如权利要求1所述一种无刷直流电机转向控制装置，其特征在于位于输出盘上的连 杆的初始位置与母线(8)在同一平面上，并且该平面平行于母线(8)。
全文摘要
本发明公开了一种无刷直流电机转向控制装置，包括接收器(1)、舵机(2)、电机(7)、电源(5)、反转开关(4)和正转开关(6)；连杆(3)的一端与舵机输出盘固定连接，其初始位置与母线(8)在同一平面上；反转开关(4)和正转开关(6)分别位于控制装置的母线(8)两侧，反转开关(4)和正转开关(6)的常闭线分别与电源(5)的正极相连，反转开关(4)和正转开关(6)的常开线分别与电源(5)的负极相连；反转开关(4)和正转开关(6)的输出线分别与电机7的电源端子相连；电机(7)与螺旋桨传动杆接通。本发明是基于机械的方式实现对电机正反转的控制，所采用的技术方案结构简单、成本低、操作方便可靠。
文档编号H02P6/14GK101557188SQ20091002247
公开日2009年10月14日 申请日期2009年5月13日 优先权日2009年5月13日
发明者刘冠杉, 刘龙飞, 睿 左, 王文博, 荣少巍, 谢文光 申请人:西北工业大学