专利名称：永磁同步电动机调速控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用DSP控制的永磁同步电动机的调速控制技术，适用于稀土永磁同步电动机的调速控制，特别适用于低速永磁同步电动机的调速控制，属于电机控制技术领域。
背景技术：
稀土永磁同步电动机是一种采用稀土永磁材料作为激磁源，气隙磁场按正弦波分布，定子绕组反电势和定子绕组电流均为正弦波电流的永磁同步电动机，其效率高、结构简单、调速特性好等优点，可构成高性能的传动调速系统。永磁同步电动机的转子结构依据永磁体的安装形式不同分为内插式和面装式两种，由于其转矩特性不同，所以其控制方式有所不同。 一般永磁同步电动机的调速控制装置与永磁同步电动机的类型是对应的。不同结构类型的永磁同步电动机需要选配对应的调速控制装置，使用不方便。
发明内容本实用新型的目的是提供一种新型的永磁同步电动机的调速控制装置，有效的实现了对稀土永磁同步电动机的调速控制。 本实用新型是这样实现的，一种永磁同步电动机调速控制装置，其特征在于包括主控制芯片电路1 ，功率管驱动信号隔离电路2，功率逆变电路3，三相整流电路4，电流采样电路5，旋转编码器接口电路6，故障检测与保护电路7，显示与按键电路8，控制电源9，永磁同步电动机本体10 ; 其中，电流采样电路5的输出、旋转编码器接口电路6的输出与主控制芯片电路1的输入连接，故障检测与保护电路7的输出与主控制芯片电路1和功率管驱动信号隔离电路2的输入连接，主控制芯片电路1的输出与功率管驱动信号隔离电路2的输入连接，功率管驱动信号隔离电路2的输出与功率逆变电路3的输入连接，功率逆变电路3的输出与故障检测与保护电路7和永磁同步电动机本体10的输入连接，永磁同步电动机本体10的输出与电流采样电路5和旋转编码器接口电路6的输入连接，显示与按键电路8的输出与主控制芯片电路1的输入连接，控制电源9的输出与主控制芯片电路1和功率管驱动信号隔离电路2的输入连接，三相整流电路4的输出与功率逆变电路3的输入连接。[0006] 本实用新型功能实用、线路简单，位置信号传输可靠，保护功能强，可灵活适用于不同结构类型的永磁同步电动机特别是低速永磁同步电动机的调速控制。
图1为本实用新型的结构示意框图[0008] 图2为控制装置主回路结构图[0009] 图3为功率管驱动信号隔离电路，[0010] 图4为故障检测与保护电路[0011 ] 图5旋转编码器接口电路具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型做进一步描述。 如图l所示为本实用新型结构示意框图。其中，电流采样电路5的输出、旋转编码器接口电路6的输出与主控制芯片电路1的输入连接，故障检测与保护电路7的输出与主控制芯片电路1和功率管驱动信号隔离电路2的输入连接，主控制芯片电路1的输出与功率管驱动信号隔离电路2的输入连接，功率管驱动信号隔离电路2的输出与功率逆变电路3的输入连接，功率逆变电路3的输出与故障检测与保护电路7和永磁同步电动机本体10的输入连接，永磁同步电动机本体10的输出与电流采样电路5和旋转编码器接口电路6的输入连接，显示与按键电路8的输出与主控制芯片电路1的输入连接，控制电源9的输出与主控制芯片电路1和功率管驱动信号隔离电路2的输入连接，三相整流电路4的输出与功率逆变电路3的输入连接。 图2所示为本实用新型的控制装置主回路结构图。其中D7 D12组成三相整流电路，R1为充电限流电阻，在主回路上电的时候，继电器开关触点Kl打开，三相整流电路将三相交流电压整转换成直流电压，通过R1给滤波电容C1充电。如果没有限流电阻，充电电流会非常大，可能损坏整流器和滤波电容。当电容C1的电压接近额定值时K1闭合，短接R1。C2为无感电容，滤掉高频干扰。Ql Q6 IGBT功率管构成三相逆变器、Dl D6 二极管构成续流电路。 图3所示为本实用新型的三个下桥臂的功率管驱动信号隔离电路。以VinX通道为例说明。主控制芯片送来的控制信号P丽2与故障信号Fault通过或门U4C输出，与限流电阻R10连接；RIO的另一端与高速光耦U7 HCPL4506的3脚连接；U7的2脚接电源+3. 3V ;电阻R13并接在U7的2、3两脚。功率管驱动信号VinX通过高速光耦隔离从U7的6脚输出，U7的6脚同时通过一个上拉电阻R16接电源VCC。 U7的7、8脚接电源VCC， U7的5脚接电源VCC对应的地。电源VCC的两端并接一个电容CIO。当故障信号Fault为低电平，在控制信号P丽2为低电平有效时，高速光耦U7的发光二极管点亮，U7的6脚为低电平，输出一个有效的功率管驱动信号，使对应的功率管导通。反之，在控制信号P丽2为高电平时，U7的发光二极管不通电，U7的6脚为输出一个高电平，使对应的功率管关断。当故障信号Fault为高电平时，无论控制信号P丽2处于何种状态，都使U7的发光二极管不通电，U7的6脚为输出一个高电平，关断对应的功率管关断，起故障保护作用。图3中的另外两个通道相类似。 图4所示为本实用新型的故障检测与保护电路。故障信号ALM是由智能功率模块IPM送出的。当功率模块出现过流、短路、过热以及低控制电压时，ALM输出为低电平，点亮光电耦合器的U2的发光二极管，U2的输出三极管导通，输出一个低电平报警信号。该信号一路接主控制芯片TMS320F2407A的PDPINT展卩，向主控制芯片发出报警信号， 一路给RS触发器U3C的S端，使U3C的输出保持一个高电平信号Fault，同时点亮发光二极管Dl，给出故障指示。Fault信号作用于图3的功率管驱动信号隔离电路，封锁功率管驱动信号。故障排除后，按SW键或系统重新上电后，U3C的输出一个低电平信号，解除Fault信号。[0017] 图5所示为本实用新型的旋转编码器接口电路，由低电压高速四路差动线路接收器AM26LV32以及滤波电路组成，提供高可靠性的转子位置信号。长线输出的增量型旋转编码器有三路互补的信号A+、A-、B+、B-、Z+、Z-输出。以A+、A-信号接口为例，两个互补的信号分别通过R1、C1、R2、C2组成的滤波电路后接Ul AM26LV32的2、1脚；U1的差动输入结构可抵消两个互补的信号中的共模干扰，其输出Yl接主控制芯片TMS320F2407A的正交编码电路接口。其他两路的信号接口相类似。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
权利要求一种永磁同步电动机调速控制装置，其特征在于包括主控制芯片电路[1]，功率管驱动信号隔离电路[2]，功率逆变电路[3]，三相整流电路[4]，电流采样电路[5]，旋转编码器接口电路[6]，故障检测与保护电路[7]，显示与按键电路[8]，控制电源[9]，永磁同步电动机本体[10]；其中，电流采样电路[5]的输出、旋转编码器接口电路[6]的输出与主控制芯片电路[1]的输入连接，故障检测与保护电路[7]的输出与主控制芯片电路[1]和功率管驱动信号隔离电路[2]的输入连接，主控制芯片电路[1]的输出与功率管驱动信号隔离电路[2]的输入连接，功率管驱动信号隔离电路[2]的输出与功率逆变电路[3]的输入连接，功率逆变电路[3]的输出与故障检测与保护电路[7]和永磁同步电动机本体[10]的输入连接，永磁同步电动机本体[10]的输出与电流采样电路[5]和旋转编码器接口电路[6]的输入连接，显示与按键电路[8]的输出与主控制芯片电路[1]的输入连接，控制电源[9]的输出与主控制芯片电路[1]和功率管驱动信号隔离电路[2]的输入连接，三相整流电路[4]的输出与功率逆变电路[3]的输入连接。
2. 根据权利要求1所述的永磁同步电动机调速控制装置，其特征在于所述主控制芯片电路的主控制芯片为TMS320F2407A。
3. 根据权利要求1所述的永磁同步电动机调速控制装置，其特征在于所述的旋转编码器接口电路由低电压高速四路差动线路接收器AM26LV32以及滤波电路组成。
4. 根据权利要求1所述的永磁同步电动机调速控制装置，其特征在于所述故障检测与保护电路包括RS电路。
5. 根据权利要求1所述的永磁同步电动机调速控制装置，其特征在于所述功率逆变电路[3]采用智能功率模块IPM。
6. 根据权利要求1所述的永磁同步电动机调速控制装置，其特征在于所述电流采样电路[5]选用LEM公司的LTS15-NP电流传感器，实现对电机三相对称电流中的两相电流的采样。
7. 根据权利要求1所述的永磁同步电动机调速控制装置，其特征在于显示与按键电路[8]由串行输入/输出显示驱动器MAX7219芯片、LED数码管以及按键组成，实现控制参数的输入与显示。
8. 根据权利要求1所述的永磁同步电动机调速控制装置，其特征在于所述控制电源[9]选用开关电源模块JS158。
专利摘要本实用新型涉及一种永磁同步电动机调速控制装置，其特征在于包括主控制芯片电路[1]，功率管驱动信号隔离电路[2]，功率逆变电路[3]，三相整流电路[4]，电流采样电路[5]，旋转编码器接口电路[6]，故障检测与保护电路[7]，显示与按键电路[8]，控制电源[9]，永磁同步电动机本体[10]；电流采样电路[5]的输出、旋转编码器接口电路[6]的输出与主控制芯片电路[1]的输入连接，故障检测与保护电路[7]的输出与主控制芯片电路[1]和功率管驱动信号隔离电路[2]的输入连接，主控制芯片电路[1]的输出与功率管驱动信号隔离电路[2]的输入连接；本实用新型功能实用、线路简单，运行可靠，适用于各类永磁同步电动机，特别是低速永磁同步电动机的调速控制。
文档编号H02P27/06GK201479070SQ20092030879
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者林珍, 汤宁平, 黄灿水 申请人:福州大学