一种永磁直流球形电机控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种控制装置，具体涉及一种永磁直流球形电机控制装置。
【背景技术】
[0002]随着机械关节等高精度复杂控制系统的发展，对驱动机构精密度和稳定性能的要求也越来越高。人们对步进电机、交流、直流伺服电机等单自由度电机及其控制系统做了深入而广泛的研宄，然而在机械手和机器人等复杂作复杂运动的精密装置中，越来越多的需要多自由度运动。如果要实现多自由度运动，往往需要两个以上的单自由度电机经由传动装置配合完成，从而大大增加了多自由度装置的复杂程度，机械传动机构的齿轮间隙影响了控制系统的精确度，甚至破坏控制系统的稳定性，其复杂的控制策略和机械机构之间的配合误差成为制约系统性能的一个重要因素。总的来说，这种方式实现多自由度运动具有体积庞大，精密度低，动静态性能差等缺陷。虽然人们可以在机构外形上设计出一个类似人腕或人肩的三自由度球关节，但宄其内部驱动实现的本质来看，则仍然是三个独立的单轴电机通过传动机构的组合来模拟球关节的功能。这样组合而成的球关节和真正一体化的球关节在功能上并不等同，甚至大相径庭。
[0003]所以，当下市场需要一种能够实现多自由度控制、机构简单、控制效率高的直流永磁球形电机控制装置。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种永磁直流球形电机控制装置，克服传统永磁直流球形电机结构复杂，单自由度运动的缺陷。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现:一种永磁直流球形电机控制装置，包括隔离电路、驱动电路、桥式电路、球形电动机、位置检测模块、DSP芯片和电流检测电路，隔离电路、驱动电路、桥式电路、球形电动机、位置检测模块、DSP芯片依次相连，且DSP芯片还与隔离电路相连，桥式电路、球形电动机的中间节点通过电流检测电路与DSP芯片相连，所述的DSP芯片包括PWM输出电路和A/D转换模块。
[0006]所述的电流检测电路包括电流传感器ACS712和放大器LM224A，电流传感器ACS712的I脚和2脚、3脚和4脚接电流端，电流传感器ACS712的5脚和6脚接第一电容Cl两端，电流传感器ACS712的7脚通过第一电阻Rl接放大器LM224A的3脚和第二电阻R2 —端，第二电阻R2另一端和放大器LM224A的反向输入端均接地，电流传感器ACS712的输出端接第三电容C3 —端，第三电容C3与第三电阻R3并联，第三电容C3另一端分别与第四电阻R4和第五电阻R5的滑动端相连，第五电阻R5的定端与电流传感器ACS712的8脚和第二电容C2相连。
[0007]所述的驱动电路采用IR2110驱动器。
[0008]所述的隔离电路采用光电耦合器6N137芯片。
[0009]本实用新型的有益效果:本实用新型的电机运行过程中，采用电流检测电路对球形电机定子绕组中的电流进行采样，并作为DSP中的A/D转换模块的输入，采样得到的电流值在DSP中利用控制算法进行处理，可得到符合要求的PWM波形，该波形通过DSP中的PWM输出模块输出到驱动电路中，通过驱动电路控制桥式电路中的功率器件的开断，具有能够实现多自由度控制、机构简单、控制效率高的优点。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型。
[0011]图1为本实用新型的结构框图。
[0012]图2为本实用新型的电流检测电路图。
【具体实施方式】
[0013]为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0014]参照图1-2，本【具体实施方式】采用以下技术方案:一种永磁直流球形电机控制装置，包括隔离电路1、驱动电路2、桥式电路3、球形电动机4、位置检测模块5、DSP芯片6和电流检测电路7，隔离电路1、驱动电路2、桥式电路3、球形电动机4、位置检测模块5、DSP芯片6依次相连，且DSP芯片6还与隔离电路I相连，桥式电路3、球形电动机4的中间节点通过电流检测电路7与DSP芯片6相连，所述的DSP芯片6包括PWM输出电路和A/D转换模块。
[0015]所述的电流检测电路7包括电流传感器ACS712和放大器LM224A，电流传感器ACS712的I脚和2脚、3脚和4脚接电流端，电流传感器ACS712的5脚和6脚接第一电容Cl两端，电流传感器ACS712的7脚通过第一电阻Rl接放大器LM224A的3脚和第二电阻R2 —端，第二电阻R2另一端和放大器LM224A的反向输入端均接地，电流传感器ACS712的输出端接第三电容C3 —端，第三电容C3与第三电阻R3并联，第三电容C3另一端分别与第四电阻R4和第五电阻R5的滑动端相连，第五电阻R5的定端与电流传感器ACS712的8脚和第二电容C2相连。
[0016]所述的驱动电路2采用IR2110驱动器。
[0017]所述的隔离电路I采用光电耦合器6N137芯片。
[0018]本【具体实施方式】隔离电路，适于保护DSP，在DSP控制芯片与隔离电路之间需要隔离电路来实现数字与模拟信号间的隔离。
[0019]驱动电路，适于驱动桥式电路，实现对定子线圈的正常供电。
[0020]桥式电路，适于对单个定子线圈供电。
[0021]电流检测电路，适于对电流值进行采样，然后将电流采样值传送至DSP的A/D转换接口，通过计算得到控制量。
[0022]位置检测模块，适于转子位置信号的获取，由霍尔传感器电路和反电动势波形过零点检测电路构成，分别属于有位置传感器部分和无位置传感器部分，用于测定电机的磁极位置，其位置检测信号用于控制逆变器换流，以达到对电机理想的控制效果。
[0023]DSP芯片，作为系统的主控制器，包括A/D转换模块和PWM输出模块。
[0024]本【具体实施方式】采用电流检测电路对球形电机定子绕组中的电流进行采样，并作为DSP中的A/D转换模块的输入，采样得到的电流值在DSP中利用控制算法进行处理，可得到符合要求的PWM波形，该波形通过DSP中的PWM输出模块输出到驱动电路中，通过驱动电路控制桥式电路中的功率器件的开断，具有能够实现多自由度控制、机构简单、控制效率尚的优点。
[0025]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种永磁直流球形电机控制装置，其特征在于，包括隔离电路(I)、驱动电路⑵、桥式电路(3)、球形电动机(4)、位置检测模块(5)、DSP芯片(6)和电流检测电路(7)，隔离电路(I)、驱动电路(2)、桥式电路(3)、球形电动机(4)、位置检测模块(5)、DSP芯片(6)依次相连，且DSP芯片(6)还与隔离电路⑴相连，桥式电路(3)、球形电动机(4)的中间节点通过电流检测电路(7)与DSP芯片(6)相连，所述的DSP芯片(6)包括PWM输出电路和A/D转换模块。2.根据权利要求1所述的一种永磁直流球形电机控制装置，其特征在于，所述的电流检测电路⑵包括电流传感器(ACS712)和放大器(LM224A)，电流传感器(ACS712)的I脚和2脚、3脚和4脚接电流端，电流传感器(ACS712)的5脚和6脚接第一电容(Cl)两端，电流传感器(ACS712)的7脚通过第一电阻(Rl)接放大器(LM224A)的3脚和第二电阻(R2)一端，第二电阻(R2)另一端和放大器(LM224A)的反向输入端均接地，电流传感器(ACS712)的输出端接第三电容(C3) —端，第三电容(C3)与第三电阻(R3)并联，第三电容(C3)另一端分别与第四电阻(R4)和第五电阻(R5)的滑动端相连，第五电阻(R5)的定端与电流传感器(ACS712)的8脚和第二电容(C2)相连。3.根据权利要求1所述的一种永磁直流球形电机控制装置，其特征在于，所述的驱动电路(2)采用IR2110驱动器。4.根据权利要求1所述的一种永磁直流球形电机控制装置，其特征在于，所述的隔离电路⑴采用光电耦合器6N137芯片。
【专利摘要】本实用新型公开了一种永磁直流球形电机控制装置。它包括隔离电路、驱动电路、桥式电路、球形电动机、位置检测模块、DSP芯片和电流检测电路，隔离电路、驱动电路、桥式电路、球形电动机、位置检测模块、DSP芯片依次相连，且DSP芯片还与隔离电路相连，桥式电路、球形电动机的中间节点通过电流检测电路与DSP芯片相连，所述的DSP芯片包括PWM输出电路和A/D转换模块。本实用新型克服传统永磁直流球形电机结构复杂，单自由度运动的缺陷。
【IPC分类】H02P7/18
【公开号】CN204669259
【申请号】CN201520349710
【发明人】徐敏道
【申请人】华东交通大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月27日