电机驱动器的制作方法

文档序号:13452667阅读:302来源:国知局

本实用新型涉及机电领域,特别涉及一种电机驱动器。



背景技术:

目前,市场上的电机驱动器主要通过RS485/422/232、I2C等串行通讯方式与控制器或者上位机来进行通讯,并且只能驱动一台电机进行工作,且控制器与驱动器匹配度不高,在使用中有参数设置困难,体积大,速率低,接线困难,集成度低等缺陷。市场上的电机驱动器常常使用FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)或者ARM处理器(英国ARM公司设计的精简指令集处理器)芯片加FPGA架构结构实现控制功能,通讯速率较低,成本较高,支持的编码格式单一。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中,电机驱动器只能驱动一台电机、速率低、集成度不高、成本高的缺陷,提供一种能够同时驱动多台电机、集成度高、成本低的电机驱动器。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题:一种电机驱动器,所述电机驱动器包括控制电路、驱动电路,所述控制电路与所述驱动电路电连接;

所述控制电路包含主控制器、EtherCAT(最初由德国倍福自动化有限公司研发的以以太网为基础的开放架构的现场总线系统)接口电路,所述主控制器通过所述EtherCAT接口电路与以太网主站通信,并产生电机控制信号,并将所述电机控制信号传输至所述驱动电路;

所述驱动电路包含多个电机驱动模块,每个所述电机驱动模块均包含电机驱动接口电路、电流传感器、编码反馈接口电路;所述电机驱动接口电路与所述主控制器、电机电连接,用于接收所述电机控制信号,并将所述电机控制信号放大,并将放大后的所述电机控制信号发送至电机,对电机进行控制;所述电流传感器与所述主控制器、电机电连接,用于获取电机的电流值,并将所述电流值传输至所述控制电路;所述编码反馈接口电路与所述主控制器、电机电连接,用于接收电机的编码器的编码信号,并将所述编码信号传输至所述控制电路。

较佳地,所述多个电机驱动模块中至少2个电机驱动模块的输出驱动功率不同。

较佳地,所述编码反馈接口电路兼容至少2种编码器协议。

较佳地,所述编码反馈接口电路兼容增量式编码器、BiSS-C(德国IC-HAUS公司开发的一种全双工同步串行总线通信协议)编码器、SAL/S2AL编码器、NIKON编码器、海德汉Endat-22编码器、多摩川编码器中的至少一种。

较佳地,所述主控制器包含ARM处理器。

较佳地,所述主控制器采用单芯片SoC(system-on-a-chip,系统级芯片)架构。

较佳地,所述控制电路与所述驱动电路采用FPC(Flexible Printed Circuit,柔性电路板)排线连接。

较佳地,电机驱动器还包含风扇、散热器。

本实用新型的积极进步效果在于:本实用新型的电机驱动器能够同时驱动多台电机,采用了SoC架构,集成度高、成本低,支持EtherCAT接口,便于与以太网主站通信。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的电机驱动器的结构示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例,并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

本实施例的电机驱动器如图1所示,包含控制电路10、驱动电路20,控制电路10与驱动电路20电连接。较佳地,控制电路10与驱动电路20之间采用FPC排线连接,从而提高控制电路10与驱动电路20之间连接灵活性,并提高控制电路10与驱动电路20之间传输信号的抗干扰能力。

控制电路10包含主控制器101、EtherCAT接口电路102,主控制器101通过EtherCAT接口电路102与以太网主站30通信。EtherCAT总线与RS485/422/232、I2C等串行通讯方式相比,具有传输距离远、传输速度快、连接方便、抗干扰能力强、实时性好等优点。

对电机进行控制时,主控制器101产生电机控制信号,所述电机控制信号通常为PWM(脉冲宽度调制)信号。主控制器101将所述电机控制信号传输至驱动电路20。驱动电路20包含多个电机驱动模块201,每个所述电机驱动模块201均包含电机驱动接口电路202、电流传感器203、编码反馈接口电路204。

电机驱动接口电路202与主控制器101、电机40电连接,用于接收所述电机控制信号。电机驱动接口电路202包含放大电路,用于将所述电机控制信号放大。电机驱动接口电路202将放大后的所述电机控制信号发送至电机40,对电机40进行控制。

电机40受到驱动工作以后,电流传感器203与主控制器101、电机40电连接,用于获取电机40的电流值(包含电流的幅度值和相位值),并将所述电流值传输至主控制器101。主控制器101根据电流传感器203反馈的电机40的电流的幅度值和相位值,计算出分别用于驱动电机40的U、V、W三相的PWM信号。主控制器101按上述方式将所述PWM信号电机驱动接口电路202传输至电机40,从而实现电机控制环路。

编码反馈接口电路204与主控制器101、电机40电连接。在电机40工作过程中,编码反馈接口电路204接收电机的编码器401的编码信号,并将所述编码信号传输至主控制器101。作为一种较佳的实施例,编码反馈接口电路204兼容增量式编码器、BiSS-C编码器、SAL/S2AL编码器、NIKON编码器、海德汉Endat-22编码器、多摩川编码器等多种编码器,极大提高了本实施例的电机驱动器的兼容性。

作为一种较佳的实施例,电机驱动模块201的数量为4个。进一步地,其中1个电机驱动模块的输出功率为400W,其他3个电机驱动模块的输出功率为1000W。本实施例的电机驱动电路可以同时驱动多台电机,可以极大降低电机驱动设备设计的复杂度和成本。同时,只要针对同一主控制器编程即可实现对多台电机的控制,大大降低了维护和管理电机驱动设备的复杂度和成本投入。本实施例的电机驱动电路的多个电机驱动模块输出不同的驱动功率,提高了本实施例的电机驱动电路的兼容性和灵活性。

作为一种较佳的实施例,主控制器101采用ARM处理器作为主控单元,ARM处理器是高性能的RISC(精简指令集计算机)微处理器,具有低功耗、低成本、高运算能力等优点。进一步地,主控制器101采用单芯片SoC架构,提高了集成度,降低了电路设计复杂度,提高了电路稳定性,降低了电机驱动设备的成本。

较佳地,本实施例的电机驱动电路还包含风扇、散热器,用于为控制电路10、驱动电路20散热,以保证其工作的稳定性。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

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