一种电机控制系统的制作方法

1.本实用新型实施例涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机控制系统。


背景技术：

2.ffu(fan filter unit，电机过滤单元)是将电机和过滤器组合在一起而构成的自供动力的末端空气净化设备，在无尘洁净室中获得了广泛的应用。目前，大多ffu多采用的是交流电机控制，控制精度低、系统整体效率低、耗电量大，且控制效果欠佳，控制灵活性差，制造成本高，使用成本高。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的目的在于提供一种电机控制系统，以提高电机的功率因数，提高电机效率，降低对电网的谐波干扰，实现节能减排。
4.为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种电机控制系统，包括：控制单元、驱动单元、功率因数自整定单元以及直流变频电机；
5.所述控制单元包括控制信号输出端、电压信号接收端和电压电流反馈信号接收端；所述驱动单元包括控制信号接收端、电压电流信号接收端、电压电流反馈信号输出端和驱动信号输出端；所述功率因数自整定单元包括电压电流信号输出端和电压信号输出端，所述直流变频电机包括驱动信号接收端；
6.所述控制信号输出端与所述控制信号接收端电连接，所述电压信号接收端与所述电压信号输出端电连接，所述电压电流反馈信号接收端与所述电压电流反馈信号输出端电连接，所述驱动信号输出端与所述驱动信号接收端电连接，所述电压电流信号接收端与所述电压电流信号输出端电连接，所述控制单元用于根据所述电压信号接收端接收到的电压信号和所述电压电流反馈信号接收端接收的电压电流反馈信号调整所述控制信号输出端输出控制信号，所述驱动单元用于根据所述控制信号接收端接收的所述控制信号调整所述驱动信号输出端输出驱动信号，所述直流变频电机用于根据所述驱动信号接收端接收的驱动信号调整输出电机转子转动。
7.可选的，所述电机控制系统还包括外部电源，所述功率因数自整定单元还包括电源接入端，所述电源接入端与外部电源电连接。
8.可选的，所述电机控制系统还包括电机转子确定单元；
9.所述驱动单元包括电机转子信息输出端，所述电机转子确定单元包括电机转子信息接收端和电机转子位置信息输出端，所述控制单元包括电机转子位置信息接收端，所述电机转子信息输出端和所述电机转子信息接收端电连接，所述电机转子位置信息输出端和所述电机转子位置信息接收端电连接，所述控制单元用于根据所述电机转子位置信息接收端接收到的电机转子位置信息调整所述控制信号输出端输出的控制信号。
10.可选的，所述电机控制系统还包括人机交互单元；
11.所述人机交互单元包括交互信号输出端，所述控制单元包括交互信号接收端，所
述交互信号接收端与所述交互信号输出端电连接；所述控制单元用于根据所述交互信号接收端接收到的交互信号调整所述控制信号输出端输出的控制信号。
12.可选的，所述电机控制系统还包括通讯单元；所述通讯单元包括通讯信号输出端，所述控制单元包括通讯信号接收端，所述通讯信号输出端与所述通讯信号接收端通讯连接，所述通讯信号输出端用于向所述通讯信号接收端输出通讯信号。
13.可选的，所述电机控制系统还包括监控单元；
14.所述监控单元包括监控信号输出端，所述控制单元包括监控信号接收端和异常状态信号输出端，所述通讯单元包括异常状态信号接收端，所述监控信号输出端与所述监控信号接收端电连接，所述异常状态信号输出端和所述异常状态信号接收端电连接，所述控制单元用于根据所述监控信号接收端接收到的监控信号调整所述异常状态信号输出端输出异常状态信号。
15.可选的，所述电机控制系统还包括报警单元；
16.所述报警单元包括报警信号接收端，所述控制单元包括报警信号输出端，所述报警信号接收端与所述报警信号输出端电连接，所述控制单元根据所述监控信号接收端接收到的监控信号调整所述报警单元输出报警信号。
17.可选的，所述通讯信号输出端为电机参数调整信号输出端，所述通讯信号接收端为电机参数调整信号接收端，所述控制单元用于根据所述电机参数调整接收端接收到的电机参数调整信号输出电机参数调整信号。
18.可选的，所述控制单元与所述通讯单元之间通过rs485总线通讯连接。
19.可选的，所述控制单元为单片机，所述直流变频电机为无刷无感直流电机。
20.本实用新型实施例提供的一种电机控制系统，包括：控制单元、驱动单元、功率因数自整定单元以及直流变频电机；控制单元包括控制信号输出端、电压信号接收端和电压电流反馈信号接收端；驱动单元包括控制信号接收端、电压电流信号接收端、电压电流反馈信号输出端和驱动信号输出端；功率因数自整定单元包括电压电流信号输出端和电压信号输出端，直流变频电机包括驱动信号接收端；控制信号输出端与控制信号接收端电连接，电压信号接收端与电压信号输出端电连接，电压电流反馈信号接收端与电压电流反馈信号输出端电连接，驱动信号输出端与驱动信号输出端电连接，电压电流信号接收端与电压电流信号输出端电连接，控制单元用于根据电压信号接收端接收到的电压信号和电压电流反馈信号接收端接收的电压电流反馈信号调整控制信号输出端输出控制信号，驱动单元根据控制信号接收端接收的控制信号调整驱动信号输出端输出驱动信号，直流变频电机根据驱动信号接收端接收的驱动信号调整输出转速信号，通过控制单元、驱动单元、功率因数自整定单元，实现对直流变频电机的转子转动状态调整，同时提高功率因数，节能减排。
附图说明
21.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
22.图1为本实用新型实施例提供的一种电机控制系统的结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例提供的一种功率因数自整定单元的电路结构示意图；
24.图3为本实用新型实施例提供的一种电机控制系统的部分电路结构示意图；
25.图4为本实用新型实施例提供的一种电机转子确定单元的电路结构示意图。
具体实施方式
26.为更进一步阐述本实用新型实施例为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
27.其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置器件结构的示意图并非按照一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度以及高度的三维空间尺寸。
28.图1为本实用新型实施例提供的一种电机控制系统的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种功率因数自整定单元的电路结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的一种电机控制系统的部分电路结构示意图。如图1、图2和图3所示，该电机控制系统100包括：控制单元101、驱动单元102、功率因数自整定单元103以及直流变频电机104；控制单元101包括控制信号输出端1011、电压信号接收端1012和电压电流反馈信号接收端1013；驱动单元102包括控制信号接收端1021、电压电流信号接收端1022、电压电流反馈信号输出端1023和驱动信号输出端1024；功率因数自整定单元103包括电压电流信号输出端1031和电压信号输出端1032，直流变频电机104包括驱动信号接收端1041；控制信号输出端1011与控制信号接收端1021电连接，电压信号接收端1012与电压信号输出端1032电连接，电压电流反馈信号接收端1013与电压电流反馈信号输出端1023电连接，驱动信号输出端1024与驱动信号接收端1041电连接，电压电流信号接收端1022与电压电流信号输出端1031电连接，控制单元101用于根据电压信号接收端1012接收到的电压信号和电压电流反馈信号接收端1013接收的电压电流反馈信号调整控制信号输出端1011输出控制信号，驱动单元102用于根据控制信号接收端1021接收的控制信号调整驱动信号输出端1024输出驱动信号，直流变频电机104用于根据驱动信号接收端1041接收的驱动信号调整电机转子转动。
29.其中，电机控制系统100包括控制单元101、驱动单元102、功率因数自整定单元103以及直流变频电机104。功率因数自整定单元103可以将交流电压转换为直流高电压，并利用功率因数自整定单元103内部的电路主动调节电路中的功率因数大小，在交流电路中，电压与电流之间的相位差的余弦叫做功率因数，在数值上功率因数是有功功率和视在功率的比值，功率因数越大，有效增加有功功率，保证电路中的电流电压值稳定，避免因为电机中电机转子转动，使得电压电流的变化波动较大，有效降低对电网的谐波干扰和供电损失。当功率因数自整定单元103将交流电压转换为直流高电压，会利用功率因数自整定单元103的电压信号输出端1032输出电压信号由控制单元101的电压信号接收端1012接收，由控制单元101记录功率因数自整定单元103已将交流电压转换为直流高电压的状态。功率因数自整定单元103的电压电流信号输出端1031与驱动单元102的电压电流信号接收端1022电连接，功率因数自整定单元103会根据当前电机控制系统100中的电压电流信号进行相应自动调整，并将调整后的电压电流信号经电压电流信号输出端1031输出至驱动单元102，由驱动单元102的电压电流信号接收端1022接收，驱动单元102的电压电流反馈信号输出端1023与控制单元101的电压电流反馈信号接收端1013电连接，驱动单元102会根据接收到的电压电流
信号输出电压电流反馈信号由电压电流反馈信号接收端1013接收。控制单元101的控制信号输出端1011与驱动单元102的控制信号接收端1021电连接，控制单元101会根据电压信号接收端1012接收到的电压信号和电压电流反馈信号接收端1013接收的电压电流反馈信号调整控制信号输出端1011输出控制信号。控制单元101还设置由电机参数调节程序，把对电机控制的参数罗列为一个可定义数组，实现不同电机可以配置不同的驱动参数，进而实现同一驱动单元102对不同电机的控制。驱动单元102的驱动信号输出端1024与直流变频电机104的驱动信号接收端1041电连接，驱动单元102根据控制信号接收端1021接收的控制信号，结合功率因数自整定单元103输出的电压电流信号，调整驱动信号输出端1024输出驱动信号，直流变频电机104根据驱动信号接收端1041接收的驱动信号调整电机转子转动，通过控制单元101和驱动单元102实现把直流电压变换成与直流变频电机104的内部转子同步的交流电压，实现直流变频电机104的电机转子调节，进而调整直流变频电机104的转速。
30.本实用新型实施例通过提供一种电机控制系统，设置控制单元、驱动单元、功率因数自整定单元以及直流变频电机，实现对直流变频电机的工作状态进行调整，并且有效提高功率因数，节能减排。
31.继续参考图1，可选的，电机控制系统100还包括外部电源105，功率因数自整定单元103还包括电源接入端1033，电源接入端1033与外部电源105电连接。
32.其中，电机控制系统100还可以包括外部电源105，外部电源105用于为电机控制系统100供电，保证电机控制系统100的正常工作。外部电源105与功率因数自整定单元103的电源接入端1033电连接，外部电源105可以提供220v的交流电压，经功率因数自整定单元103的内部电路将220v的交流电压变成380v～400v的直流电压，并可以使直流电压转换为频率可变，能够驱动直流变频电机104的变频电压，实现直流变频电机104的正常工作。
33.继续参考图1，图4为本实用新型实施例提供的一种电机转子确定单元的电路结构示意图，如图4所示，可选的，电机控制系统100还包括电机转子确定单元106；驱动单元102包括电机转子信息输出端1025，电机转子确定单元106包括电机转子信息接收端1061和电机转子位置信息输出端1062，控制单元101包括电机转子位置信息接收端1014，电机转子信息输出端1025和电机转子信息接收端1061电连接，电机转子位置信息输出端1062和电机转子位置信息接收端1014电连接，控制单元101用于根据电机转子位置信息接收端1014接收到的电机转子位置信息调整控制信号输出端1011输出的控制信号。
34.其中，电机控制系统100还可以包括电机转子确定单元106，驱动单元102的电机转子信息输出端1025与电机转子确定单元106的电机转子信息接收端1061电连接，驱动单元102输出电机转子信息，由于直流变频电机104中包括三相转子信息，驱动单元102对当前电机的转子信息进行采集，并输出至电机转子确定单元106进行电机转子位置信息进行分析判断，电流流过电机线圈里产生会产生反动势，通过反动势的大小可以判断当前电机的转子位置，电机转子确定单元106中可以包括运算放大电路，图4示例性的画出电机转子确定单元中的部分运算放大电路，当电机转速很低时，对反动势进行适当放大，保证反动势大小识别的准确度。电机转子确定单元106的电机转子位置信息输出端1062与控制单元101的电机转子位置信息接收端1014电连接，经电机转子确定单元106确定的电机转子位置信息可由控制单元101接收，同时控制单元101也对电机的转子位置信息进行监测记录，当控制单元101的监测记录到的电机转子位置信息与电机转子确定单元106输出的电机转子位置信
息不同时，则控制单元101会根据电机转子确定单元106的电机转子位置信息对应输出控制信号，调整电机转子位置，实现电机的转子位置调节，进而调节电机的转速。
35.继续参考图1，可选的，电机控制系统100还包括人机交互单元107；人机交互单元107包括交互信号输出端1071，控制单元101包括交互信号接收端1015，交互信号接收端1015与交互信号输出端1071电连接；控制单元101用于根据交互信号接收端1015接收到的交互信号调整控制信号输出端1011输出的控制信号。
36.其中，电机控制系统100还可以包括人机交互单元107,人机交互单元107是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换，人机交互单元107可以为液晶屏，液晶屏的类型选择可以根据实际设计需求进行选择，本实用实施例不做具体限定。通过用户击键、移动鼠标触发显示屏幕上的符号或图形，达到用户的使用需求。人机交互单元107用于接收用户输入的设定参数，参数信息可以转速设定，可以根据用户实际需求进行自由设定，方便操作。人机交互单元107根据接收到的用户输入设定参数并由交互信号输出端1071输出至控制单元101，控制单元101根据交互信号接收端1015接收到的交互信号调整控制信号输出端1011输出的控制信号，驱动单元102接收控制信号进行输出相应的驱动信号至直流变频电机104的驱动信号接收端1041。
37.继续参考图1，可选的，电机控制系统100还包括通讯单元108；通讯单元108包括通讯信号输出端1081，控制单元101包括通讯信号接收端1016，通讯信号输出端1081与通讯信号接收端1016通讯连接，通讯信号输出端1081用于向通讯信号接收端1016输出通讯信号。
38.其中，电机控制系统100还可以包括通讯单元108，通讯单元108的通讯信号输出端1081与控制单元101的通讯信号接收端1016通讯连接，通讯信号输出端1081用于向通讯信号接收端1016输出通讯信号，通讯信号可以包括驱动单元升级信号、电机参数控制信号等远程控制信号，通过通讯单元108实现驱动单元102的在线远程升级以及电机控制参数调整，使得不同电机可以配置不同的驱动参数，以使同一驱动单元102可以驱动不同的电机运转，提高灵活性和应用范围。
39.继续参考图1，可选的，电机控制系统100还包括监控单元109；监控单元109包括监控信号输出端1091，控制单元101包括监控信号接收端1017和异常状态信号输出端1018，通讯单元108包括异常状态信号接收端1082，监控信号输出端1091与监控信号接收端1017电连接，异常状态信号输出端1018和异常状态信号接收端1082电连接，控制单元101用于根据监控信号接收端1017接收到的监控信号调整异常状态信号输出端1018输出异常状态信号。
40.其中，电机控制系统100还可以包括监控单元109，监控单元109用于对整个电机控制系统100的运行状态进行实时监测和控制。监控单元109的监控信号输出端1091与控制单元101的监控信号接收端1017电连接，控制单元101对接收到监控单元109输出的监控信号进行分析判断，实现对电机控制系统100的运行状态的集中管理，同时控制单元101的异常状态信号输出端1018与通讯单元108的异常状态信号接收端1082电连接，控制单元101会根据监控信号接收端1017接收到的监控信号调整异常状态信号输出端1018输出异常状态信号，以使远端的用户可以随时了解当前电机控制系统100的运行状态，保证电机的正常运转。
41.继续参考图1，可选的，电机控制系统100还包括报警单元110；报警单元110包括报警信号接收端1101，控制单元101包括报警信号输出端1019，报警信号接收端1101与报警信
号输出端1019电连接，控制单元101根据监控信号接收端1017接收到的监控信号调整报警单元110输出报警信号。
42.其中，电机控制系统100还包括报警单元110，报警单元110可以包括闪光灯和蜂鸣器，以实现对用户的提醒。报警单元110可以根据实际设计需求进行选择性安装，本实用新型实施例不做具体限定。报警单元110包括报警信号接收端1101，控制单元101包括报警信号输出端1019，报警信号接收端1101与报警信号输出端1019电连接，在电机控制系统100在工作过程中，当控制单元101根据监控信号接收端1017接收到监控单元的监控信号输出端1091输出的监控信号时，判断此时的电机控制系统100中存在故障，例如电压不稳定，存在温度过热的现象等，需要提醒用户注意，及时进行检查，则控制单元101会通过报警信号输出端1019向报警单元110输出报警信号，进而使得报警单元110进行声光响应，及时提醒用户注意。
43.继续参考图1，可选的，通讯信号输出端1081为电机参数调整信号输出端，通讯信号接收端1016为电机参数调整信号接收端，控制单元101用于根据电机参数调整接收端接收到的电机参数调整信号输出电机参数调整信号。
44.其中，通讯单元108的通讯信号输出端1081可以为电机参数调整信号输出端，用于接收远程控制输入的电机参数。用户对电机控制系统100的运行状态可进行远程查看，并实现远程对电机控制系统100的控制，方便快捷，操作简单。由控制单元101的电机参数调整接收端接收通讯单元108的电机参数调整信号输出端输出的电机参数调整信号，电机参数调整信号可以包括转速信息调整信号、电机运转时间信息调整信号等。
45.继续参考图1，可选的，控制单元101与通讯单元108之间通过rs485总线通讯连接。
46.其中，控制单元101与通讯单元108之间的通讯连接可以通过rs485总线实现，rs485总线实采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。
47.继续参考图1，可选的，控制单元101为单片机，直流变频电机104为无刷无感直流电机。
48.其中，控制单元101可以为单片机，单片机是典型的嵌入式微控制器，由运算器，控制器，存储器，输入输出设备等构成，相当于一个微型的计算机。直流变频电机104为无刷无感直流电机，无刷无感直流电机具有传统直流电机的优点，同时又取消了碳刷、滑环结构，可以低速大功率运行。不仅体积小、重量轻、噪声低、无发热现象，而且稳定性好、效率高。
49.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。