一种适用于小型rov和auv推进器的电机控制器的制造方法

文档序号:8772562
一种适用于小型rov和auv推进器的电机控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于海洋观测领域的ROV和AUV推进器控制技术领域,具体涉及一种基于智能芯片控制无刷直流电机正反转以及转速控制器。
【背景技术】
[0002]ROV即为有缆水下机器人,AUV即为无缆水下机器人,它们是一种新型水下探测工具,它们是一种工作于水下的极限作业机器人,能潜入水中代替人完成某些操作,称潜水器。水下环境恶劣危险,人的潜水深度有限,所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。它的工作方式是由水面母船上的工作人员,通过连接潜水器的脐带提供动力,操纵或控制潜水器,通过水下电视、声呐等专用设备进行观察,还能通过机械手进行水下作业。ROV和AUV的应用领域主要是海洋,海流对其工作时的速度和稳定性有着很大的影响,因此ROV要有足够大的推力和适当的自重。ROV的推力来源于数套电动机驱动的推进器,这些推进器可使ROV潜水后作精确的运动,通常一台ROV有四至六套推进器,用于控制在垂直、横向、前后方向运动。因此,ROV和AUV的电机控制器必须可达到一定的功率,灵活的可操作性和可扩展性,操控稳定性等,目前的电机控制器都是基于单独电机的控制器,一般不具有总线联网操控功能,而且并没有针对水下ROV和AUV的应用场合,具有体积大、功耗高、操作复杂等缺点。

【发明内容】

[0003]本实用新型的目的在于提供一种最大功率可达150W的无刷直流电机控制器,具有RS485总线控制功能,便于多个电机控制器协同工作,体积小、功率适合,稳定性好等优点,特别适用于小型ROV和AUV的推进器。
[0004]本实用新型包括电源电路、IPM模块电路、主控电路、RS485总线电路、光耦隔离电路。
[0005]所述电源电路包含一级电源芯片IC1、IC2、二级电源芯片IC3、稳压管D1、D2、发光二极管D7、电感L1、L2、七个瓷片电容C20、C22、C23、C26、C27、C29、C30、五个滤波电容C31、C32、C33、C34、C35、两个钽电容C24、C25、两个电解电容C21、C28、九个电阻R21、R20、R26、R27、R29、R32、R33、R38、R39 ;瓷片电容 C29、C31 的一端连接 +24V 电源,瓷片电容 C29、C31的另一端接地;电阻R32的一端与+24V电源、一级电源芯片ICl的7脚连接;电阻R32的另一端与一级电源转换芯片ICl的5脚、电阻R38的一端连接,电阻R38的另一端接地;一级电源芯片ICl的I脚与瓷片电容C27的一端连接,瓷片电容C27的另一端与一级电源转换芯片ICl的8脚、稳压管D8负极、电感L2的一端连接,电感L2的另一端与电解电容C28的正极、+15V电源、电阻R33的一端连接,稳压管D8正极与电解电容C28的负极接地,电阻R33的另一端与电阻R39、一级电源转换芯片ICl的4脚连接,电阻R39的另一端与一级电源转换芯片ICl的6脚接地,瓷片电容C22、C23的一端连接+24V电源,瓷片电容C22、C23的另一端接地;电阻R20的一端与+24V电源、一级电源芯片IC2的7脚连接;电阻R32的另一端与一级电源转换芯片IC2的5脚、电阻R26的一端连接,电阻R26的另一端接地;一级电源芯片IC2的I脚与瓷片电容C20的一端连接,瓷片电容C20的另一端与一级电源转换芯片IC2的8脚、稳压管D6负极、电感LI的一端连接,电感LI的另一端与电解电容C21的正极、+15V电源、电阻R21的一端、二级电源转换芯片IC3的3脚、电解电容C24的正极连接,稳压管D6正极与电解电容C21的负极接地,电阻R21的另一端与电阻R27、一级电源转换芯片IC2的4脚连接,电阻R27的另一端与一级电源转换芯片ICl的6脚接地,电解电容C24的负极与二级电源转换芯片IC3的I脚接地,二级电源转换芯片IC3的2脚与二级电源转换芯片IC3的4脚、电解电容C25的正极、瓷片电容C26的一端、电阻R29的一端连接,电阻R29的另一端与发光二极管D7的正极连接,电解电容C25的负极与瓷片电容C26的另一端、发光二极管D7的负极接地;滤波电容C31、C32、C33、C34、C35的一端连接+3.3V电源,滤波电容C31、C32、C33、C34、C35的另一端接地。
[0006]所述的IPM模块电路包括电机驱动芯片IC4、十五个瓷片电容Cl、C2、C3、C4、C5、C7、C9、C10、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18,十五个电阻 Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15 ;三个二极管 D3、D4、D5,三个电解电容 C_M1、C_M2、C_M3、瓷片电容Cl的一端与瓷片电容C2、瓷片电容C3、电阻R3的一端、电机驱动芯片IC4的I脚、10脚、14脚、18脚连接、瓷片电容Cl、瓷片电容C2、瓷片电容C3的另一端接地,电阻R3的另一端与二极管D3、D4、D5的正极连接、二极管D3的负极与电机驱动芯片IC4的11脚、电解电容C_M1的正极、瓷片电容C4的一端连接,电解电容C_M1的负极与瓷片电容C4的另一端、电机驱动芯片IC4的12脚、电阻R15的一端连接,二极管D4的负极与电机驱动芯片IC4的15脚、电解电容C_M2的正极、瓷片电容C5的一端连接,电解电容C_M2的负极与瓷片电容C5的另一端、电机驱动芯片IC4的16脚、电阻R12的一端连接,二极管D5的负极与电机驱动芯片IC4的19脚、电解电容C_M3的正极、瓷片电容C7的一端连接,电解电容C_M3的负极与瓷片电容C7的另一端、电机驱动芯片IC4的20脚、电阻Rll的一端连接,电机驱动芯片IC4的2脚接地,电机驱动芯片IC4的7脚与瓷片电容ClO的一端相连,瓷片电容ClO的另一端接地,电机驱动芯片IC4的8脚与瓷片电容C9的一端、电阻R14的一端相连,瓷片电容C9的另一端接地,电机驱动芯片IC4的5脚与电阻R5的一端、瓷片电容C12的一端连接,电机驱动芯片IC4的17脚与电阻R6的一端、瓷片电容C13的一端连接,电机驱动芯片IC4的4脚与电阻R7的一端、瓷片电容C14的一端连接,电机驱动芯片IC4的13脚与电阻R8的一端、瓷片电容C15的一端连接,电机驱动芯片IC4的3脚与电阻R9的一端、瓷片电容C16的一端连接,电机驱动芯片IC4的9脚与电阻RlO的一端、瓷片电容C17的一端连接,电机驱动芯片IC4的6脚与电阻R13的一端、瓷片电容C18的一端连接,瓷片电容C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18的另一端接地,电阻R13的另一端接+3.3V电源,电阻R13的另一端与电机驱动芯片IC4的26脚、无刷直流电机的W端相连,电阻R12的另一端与电机驱动芯片IC4的25脚、无刷直流电机的V端相连,电阻R15的另一端与电机驱动芯片IC4的24脚、无刷直流电机的U端相连,电阻R14的另一端与电机驱动芯片IC4的21脚、22脚、23脚、电阻R4的一端相连,电阻R4的另一端接地,电机驱动芯片IC4的27脚接+24V电源。
[0007]所述的RS485总线电路包括TTL与RS485电平转换芯片IC5、一个瓷片电容C19、两个电阻R16、R17,TTL与RS485电平转换芯片IC5的2脚与3脚、电阻R17的一端连接,电阻R17的另一端接地,TTL与RS485电平转换芯片IC5的5脚接地,电阻R16的两端分别与TTL与RS485电平转换芯片IC5的6脚、7脚相连,瓷片电容C19的一端与+3.3V电源、TTL与RS485电平转换芯片IC5的8脚连接,瓷片电容C19的另一端接地。
[0008]所述的光耦隔离电路包括光电耦合器IC6、IC7,十三个电阻R18、R19、R22、R23、R24、R25、R28、R30、R31、R34、R35、R36、R37、一个 PNP 三极管 Ql ;电阻 R18 的一端接 +3.3V电源,电阻R18的另一端与光电耦合器IC6的I脚相连,电阻R22的一端接+3.3V电源,电阻R22的另一端与光电耦合器IC6的3脚相连,电阻R24的一端与PNP三极管Ql的集电极相连,电阻R24的另一端与光电耦合器IC6的5脚相连,PNP三极管Ql的发射极与+3.3V电源相连,PNP三极管Ql的基极与电阻R28的一端相连,电阻R28的另一端与TTL与RS485电平转换芯片IC5的I脚连接,光电耦合器IC6的6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、13脚、15脚接地,电阻R25的一端接+3.3V电源,电阻R25的另一端与光电耦合器IC6的12脚相连,电阻R23的一端接+3.3V电源,电阻R23的另一端与光电耦合器IC6的14脚、TTL与RS485电平转换芯片IC5的2脚连接,电阻R25的一端接+3.3V电源,电阻R25的另一端与光电耦合器IC6的12脚连接,光电耦合器IC7的I脚、3脚、5脚接+5伏电源,电阻R31的一端与光电耦合器IC7的2脚连接,电阻R31的另一端与无刷直流电的霍尔信号Hw端连接,电阻R35的一端与光电耦合器IC7的4脚连接,电阻R35的另一端与无刷直流电的霍尔信号Hv端
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