一种兼容有刷电机与无刷电机的驱动器的制作方法

1.本发明属于驱动器的技术领域，具体涉及一种兼容有刷电机与无刷电机的驱动器。


背景技术：

2.在工业上，电机有不同类型，典型的有刷电机与无刷电机，有刷电机具有变速平稳、可靠性高、价格低等优点，但碳刷容易磨损，寿命短；无刷电机去除了电刷，性能好，寿命长，体积小，但控制要求高，而且易形成共振。由于各自的优缺点，可用在不同设备中，甚至同一设备中既使用无刷电机，又使用有刷电机。现如今的驱动器，大部分无刷电机驱动器和有刷电机驱动器是独立的，当同时使用有刷电机与无刷电机时，就需要购买两种不同的驱动器。两种驱动器都有各自的一套控制方式，需要花双倍时间去学习熟悉，降低了工作效率。两种类型的驱动器同时安装在设备上，体积大，不易安装，结构和控制方法上的不统一，导致维修难度大，成本高，不适合大批量使用。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的是提供一种兼容有刷电机与无刷电机的驱动器，解决现有的有刷电机驱动器与无刷电机驱动器独立带来的体积大、操作复杂、成本高，适用范围小的问题。
4.为了解决上述问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种兼容有刷电机与无刷电机的驱动器，包括主控单元、驱动单元、接口单元；所述主控单元与驱动单元、接口单元连接；所述主控单元包括控制模块、数字信号采集模块、模拟信号采集模块、通讯模块；所述控制模块与数字信号采集模块、模拟信号采集模块、通讯模块连接；所述驱动单元包括电源模块、预驱动模块、功率驱动模块、电流采集模块；所述预驱动模块与功率驱动模块连接。
5.优选地，所述驱动模块可输出三相驱动信号，兼容无刷电机与有刷电机；当电机类型是有刷电机时，驱动模块输出两相驱动信号，另一相输出为默认值；当电机类型是无刷电机时，驱动模块输出三相驱动信号。
6.优选地，所述接口单元是驱动器对外部连接的接口，所有需要与外部连接的信号都传到接口单元，通过接口单元与外部连接。
7.优选地，所述通讯模块包括rs422、rs232、can三种通讯接口。
8.优选地，所述预驱动模块与控制模块连接，所述通讯模块将接收到的指令信号传给所述控制模块，所述控制模块判断电机类型是有刷电机时，发出两路预驱动信号给预驱动模块，电机类型是无刷电机时，发出三路预驱动信号给预驱动模块。
9.优选地，所述驱动模块与主控单元连接，驱动模块将生成的两相驱动信号或三相驱动信号传到主控单元，主控单元将两相驱动信号或三相驱动信号传到接口单元。
10.优选地，所述数字信号采集模块包括霍尔传感器接口、增量式编码器abi接口、ssi接口、ttl信号接口。
11.优选地，所述电流采集模块与模拟信号采集模块连接；所述电流采集模块采集当前电机电流信号，发送到模拟信号采集模块；所述模拟信号采集模块将电机电流信号经过处理传到控制模块；所述控制模块结合当前电流、指令发出预驱动信号给预驱动单元，形成闭环反馈。
12.优选地，所述电源模块与主控单元连接；所述接口单元将电源信号传到主控单元；所述主控单元将电源信号传到电源模块；所述电源模块生成电压1；所述电源模块将电压1传到主控单元，为主控单元供电。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种兼容有刷电机与无刷电机的驱动器，将有刷电机驱动器与无刷电机驱动器集为一体，只需通过指令发送电机的类型，就能进行切换，操作简单，有利于系统中电机驱动器的统一性，便于维修，有助于提高工作效率。价格低，大大降低了成本，由于其兼容两种类型的电机，通讯模块还包括rs422、rs232、can三种接口，兼容多种上位机，同时数字采集模块还包括霍尔传感器接口、增量式编码器abi接口，绝对式编码器常用的ssi接口，ttl信号接口，兼容多种传感器，模拟信号采集模块还可以接收
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10v的信号，功能多，接口多，适用范围广。
附图说明
14.图1为实施例一所述的一种兼容有刷电机与无刷电机的驱动器的组成连接图。
15.图2为实施例一所述的一种兼容有刷电机与无刷电机的驱动器的工作流程图。
16.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
17.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。需要指出的是，所有附图均为示例性的表示。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
18.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，具体例子，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的概念、系统、装置、电路以及方法的详细说明。
19.下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利做进一步的详细描述。
具体实施方式
20.如图1所示，本实施例的一种兼容有刷电机与无刷电机的驱动器，包括主控单元、驱动单元、接口单元；所述主控单元与驱动单元、接口单元连接；所述主控单元包括控制模块、数字信号采集模块、模拟信号采集模块、通讯模块；所述控制模块与数字信号采集模块、模拟信号采集模块、通讯模块连接；所述驱动单元包括电源模块、预驱动模块、功率驱动模
块、电流采集模块；所述预驱动模块与功率驱动模块连接。
21.优选地，所述驱动模块可输出三相驱动信号，兼容无刷电机与有刷电机；当电机类型是有刷电机时，驱动模块输出两相驱动信号，另一相输出为默认值；当电机类型是无刷电机时，驱动模块输出三相驱动信号。
22.优选地，所述接口单元是驱动器对外部连接的接口，所有需要与外部连接的信号都传到接口单元，通过接口单元与外部连接。驱动器将所有需要与外部连接的信号都集中在接口单元上，接口单元上有多种接插件，用于与外部连接。接口单元与主控单元的连接采用排针对插的方式，主控单元上安装排针，所有排针都是有信号的，接口单元上安装排座，将排针排座对插，就能将主控单元上的信号传到接口单元上。在产品定型后，若不需要接口单元，可将接口单元拆下，直接将驱动器通过主控单元上的排针焊接在设备上。
23.优选地，所述通讯模块包括rs422、rs232、can三种通讯接口；通讯模块的主要作用是接收上位机发送过来的指令，指令中包含各种控制算法所需的配置参数，还包括电机类型。设计了常用的三种接口，可根据不同的上位机，通过跳线的方式来选择与之匹配的通讯接口。
24.优选地，所述预驱动模块与控制模块连接，所述通讯模块将接收到的指令信号传给控制模块，控制模块判断电机类型是有刷电机时，发出两路预驱动信号给预驱动模块，电机类型是无刷电机时，发出三路预驱动信号给预驱动模块，预驱动模块与驱动模块连接，预驱动模块根据控制模块发送过来的预驱动信号，再次产生两路或三路驱动信号给驱动模块。
25.优选地，所述驱动模块与主控单元连接，驱动模块将生成的两相驱动信号或三相驱动信号传到主控单元，主控单元将两相驱动信号或三相驱动信号传到接口单元。接口单元直接与电机连接，驱动模块产生了电机驱动信号后，先传到主控单元，再由主控单元传到接口单元，接口单元与电机连接，在这里，主控单元只是一个媒介，不对驱动模块产生的驱动信号做任何处理。
26.优选地，所述数字信号采集模块包括霍尔传感器接口、增量式编码器abi接口、ssi接口、ttl信号接口。如图2所示，虚线部分，对于无刷电机来说，无刷电机要做有感控制，无刷电机上就要安装一个霍尔传感器，数字信号采集模块上包括一个霍尔传感器接口。不论是无刷电机还是有刷电机，电机上一般会安装一个角度传感器来做位置闭环，所安装的角度传感器的种类可能有所不同，数字信号采集模块设计有两种常用角度传感器接口，增量式编码器abi接口和ssi接口。多个ttl信号接口是为了兼容其它需求而设计，可以匹配多种电机。
27.如图2所示，双实线部分，电流采集模块与模拟信号采集模块连接；所述电流采集模块采集当前电机电流信号，发送到模拟信号采集模块；所述模拟信号采集模块将电机电流信号经过处理传到控制模块；所述控制模块结合当前电流、指令发出预驱动信号给预驱动单元，形成闭环反馈。电流采集模块和模拟信号采集模块主要用来做驱动器的电流环。模拟信号采集模块还具有一个能接收
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10v模拟信号的接口。
28.如图1所示，粗实线部分，所述电源模块与控制单元连接；所述接口单元将电源信号传输到主控单元；所述主控单元将电源信号传输到电源模块；所述电源模块生成电压1；所述电源模块将电压1传输到主控单元，为主控单元供电。驱动器的电源来自外部，通过接
口单元输入到主控单元，主控单元不对电源做任何转换，直接给驱动单元，驱动单元通电后，通过电源转换器生成电压1，将电压1传给主控单元。