无刷直流电机的测功控制装置及系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无刷直流电机的测功控制装置及系统，包括与无刷直流电机连接的控制板，控制板包括主控模块和与主控模块连接的电流控制模块，电流控制模块控制无刷直流电机的电流可无限增大。其使电机的电流从电机的空载到堵转无限增大，并在额定转速下测试电机的实际输出功率，得到比软件计算更准确的数据，提高电机开发的准确性。
【专利说明】无刷直流电机的测功控制装置及系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电机领域，尤其涉及一种无刷直流电机的测功控制装置及系统。
【背景技术】
[0002]对于无刷直流电机，技术员一般通过软件计算无刷直流电机的输出功率，但在实际制作过程中，实际做出来的电机和软件计算有一定的差异，因此，在实际过程中无法评估实际电机的输出功率。
实用新型内容
[0003]基于此，为解决无刷直流电机的实际输出功率难于评估的问题，有必要提供一种无刷直流电机的测功控制装置及系统。
[0004]为实现本实用新型目的提供的一种无刷直流电机的测功控制装置，包括与无刷直流电机连接的控制板，所述控制板包括主控模块和与所述主控模块连接的电流控制模块，所述电流控制模块控制所述无刷直流电机的电流可无限增大。
[0005]作为一种无刷直流电机的测功控制装置的可实施方式，所述电流控制模块为一个阻值为零的第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述主控模块的限流控制端，所述第一电阻的另一端则接地。
[0006]作为一种无刷直流电机的测功控制装置的可实施方式，所述主控模块包括TPD4122K芯片，所述TPD4122K芯片的限流控制端为引脚ISl和引脚IS2，所述引脚ISl和所述引脚IS2通过所述电流控制模块接地。
[0007]作为一种无刷直流电机的测功控制装置的可实施方式，所述主控模块包括TPD4122K芯片，所述TPD4122K芯片具有引脚ISl和引脚IS2，所述电流控制模块为接地导线，所述接地导线直接连接至所述引脚ISl和所述引脚IS2。
[0008]作为一种无刷直流电机的测功控制装置的可实施方式，所述控制板包括与主控模块连接的霍尔传感器，所述霍尔传感器设置在无刷直流电机内部以检测无刷直流电机内部的转子的位置。
[0009]作为一种无刷直流电机的测功控制装置的可实施方式，所述控制板包括与主控模块连接的三相控制模块，所述三相控制模块用于控制无刷直流电机的三相电压。
[0010]作为一种无刷直流电机的测功控制装置的可实施方式，所述控制板包括与主控模块连接的三相信号输入模块，所述三相信号输入模块向所述主控模块输入PWM信号以对所述无刷直流电机的三相进行控制。
[0011]作为一种无刷直流电机的测功控制装置的可实施方式，所述三相信号输入模块包括第二电阻和第二电容，所述第二电阻和所述第二电容的一端连接至所述主控模块的三相信号输入端，所述第二电阻和所述第二电容的另一端则共同接地。
[0012]基于相同构思的一种无刷直流电机的测功控制系统，包括前述的测功控制装置和交流测功机，所述交流测功机包括对无刷直流电机进行加载的加载模块、对无刷直流电机的电流和转速进行处理的数据处理模块和将数据处理结果进行显示的结果显示模块。
[0013]本实用新型的有益效果包括:
[0014]本实用新型提供的一种无刷直流电机的测功控制装置及系统，其调节电压控制电机转速的外置控制板对电机的电流不进行过流保护，使电机的电流可从电机的空载到堵转无限增大，在额定转速下进行测功，并找出额定点的特性，从而可以在各个阶段通过测试仪器测试电机的实际输出功率。得到比软件计算更准确的数据。可大大提高电机开发的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型一种无刷直流电机的测功控制装置的一具体实施例的构成示意图；
[0016]图2为本实用新型一种无刷直流电机的测功控制装置的另一具体实施例的构成示意图；
[0017]图3为本实用新型一种无刷直流电机的测功控制装置的又一具体实施例的构成示意图；
[0018]图4为本实用新型一种无刷直流电机的测功控制装置的再一具体实施例的构成示意图；
[0019]图5为本实用新型一种无刷直流电机的测功控制装置的一具体实施例的内部电路图；
[0020]图6为本实用新型一种无刷直流电机的测功控制装置的一具体实施例的测量显示图；
[0021]图7为本实用新型一种无刷直流电机的测功控制系统的一具体实施例的构成示意图；
[0022]图8为本实用新型一种无刷直流电机的测功控制系统的另一具体实施例的实施示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型的无刷直流电机的测功控制装置及系统的【具体实施方式】进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]本实用新型实施例的无刷直流电机的测功控制装置，如图1所示，包括与无刷直流电机连接的控制板100。控制板100包括主控模块110和与所述主控模块110连接的电流控制模块120。电流控制模块120控制所述无刷直流电机的电流可无限增大。
[0025]本实用新型实施例的无刷直流电机的测功控制装置，其调节电压控制电机转速的外置控制板对电机的电流不进行过流保护，使电机的电流从电机的空载到堵转无限增大，从而可以在各个阶段通过测试仪器测试电机的实际输出功率。得到比软件计算更准确的数据。提高无刷直流电机开发的准确性。
[0026]在其中一个无刷直流电机的测功控制装置的实施例中，所述电流控制模块120为一个阻值为零的第一电阻(未示出)，所述第一电阻的一端连接所述主控模块的限流控制端，所述第一电阻的另一端则接地。与传统的限流控制端的作用不同，此时连接限流控制端的电阻为零，不再对无刷直流电机进行过载保护，使无刷直流电机的电流可无限增大，实现实际使用功率的测量。
[0027]在其中一个无刷直流电机的测功控制装置的实施例中，主控模块110包括TPD4122K芯片，TPD4122K芯片的限流控制端为引脚ISl和引脚IS2，所述电流控制模块为接地导线，所述接地导线直接连接至引脚ISl和引脚IS2。
[0028]在其中一个无刷直流电机的测功控制装置中，如图2所示，控制板100包括与主控模块I1连接的霍尔传感器130。霍尔传感器设置在无刷直流电机内部以检测无刷直流电机内部的转子的位置。
[0029]如图3所示，在其中一个实施例中，控制板100包括与主控模块110连接的三相控制模块140。三相控制模块140用于控制无刷直流电机的三相电压。
[0030]此处需要说明的是，在其中一个实施例中，无刷直流电机的测功控制装置的控制板100除包括前述的主控模块110和电流控制模块120外，还可包括霍尔传感器130和三项控制模块140中的任意一个或者同时包含两个。
[0031]如图4所示，在其中一个实施例中，控制板100包括与主控模块110连接的三相信号输入模块140’。三相信号输入模块140’向所述主控模块输入PWM信号以对所述无刷直流电机的三相进行控制。三项信号输入模块140’与前述的三项控制模块140功能相似，同样可与前述的其他模块配合使用。
[0032]如图5所示，为本实用新型的无刷直流电机的测功控制装置的一实施例的电路图。
[0033]本实用新型主要应用于带有内置控制板的无刷直流电机的测功，无刷直流电机的内置控制板用于感应转子的位置，通过外置控制板调节电压控制电机的转速。控制板100内的TPD4122K芯片的引脚HU+，HV+, Hff+是霍尔传感器的输入信号端，如图5所示，分别直接连接霍尔传感器IC2，IC3，IC4的第3连接端，并分别通过电阻R2，R3，R6连接对应的霍尔传感器的第I连接端；霍尔传感器IC2，IC3，IC4的第2连接端都直接接地，霍尔传感器IC2，IC3，IC4的第3连接端分别串联电容Cl，C2，C4后接地。TPD4122K芯片的引脚HU-，HV-, HW-并联后通过电阻Rl接地；TPD4122K芯片的Vreg引脚通过电阻R4分别连接霍尔传感器IC2，IC3，IC4的第I连接端，通过电容C6接地，通过电阻R5分别与TPD4122K芯片的引脚HU-，HV-，HW-连接。
[0034]TPD4122K芯片的引脚U，V，W是三相电容器连接引脚，用于连接无刷直流电机的U/V/W三相，且引脚U，V，W分别通过电容C3，C10, Cl I与分另|J TPD4122K芯片的引脚BSU，BSV，BSff连接，用于控制电机的三相电压。
[0035]TPD4122K芯片上OS，Rref引脚是PWM三角波振频安装引脚，连接三相信号输入模块，三相信号输入模块包括第二电阻R11，第二电容C5，TPD4122K芯片的引脚OS通过电容C5接地，TPD4122K芯片的引脚Rref通过电阻Rll接地，通过PWM斩波来控制电机三相控制。
[0036]TPD4122K 芯片的引脚 IS1，IS2 是 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)发射极/FRD (高压定向器)阳极引脚，本发明实施例中两个引脚直接短路连接并接地，使电机失去过流保护功能(当电流无限增大时，电机不会自动断开)，当电机失去过流保护功能时，电机的电流从电机的空载到堵转无限增大，如图6中的电流线所示(曲线从右到左读取)，电机不会断开。通常情况下，在两个引脚之间连接电流检测电阻，用于限制电机的整体电流的输出，当电机的电流超过某一限定值时，电机则出现过流保护，使电机自动断开。电路具有完整的电机驱动及电压调节的功能。
[0037]TPD4122K芯片的引脚Vcc连接电源电压Vcc，并通过电容C8接地，且电源电压输入端串联电阻R13和THl后接地进行电流分流。TPD4122K芯片的引脚VBB连接工作电压VDD,并通过电容C9接地，为芯片提供工作电压。TPD4122K芯片的引脚Vs连接无刷直流电机的电压输入端Vsp,控制输入到电机的电压。
[0038]TPD4122K芯片的RS引脚和GND引脚直接接地。同时TPD4122K芯片的引脚Vcc通过电阻R14与装置机壳连接；TPD4122K芯片的引脚HW+通过电阻R12连接N型三极管Ql的基极，三极管Ql的发射极接地，集电极与装置的机壳电连接。
[0039]基于同一构思，还提供一种无刷直流电机的测功控制系统，如图7所示，包括前述的测功控制装置100和交流测功机200，所述交流测功机包括对无刷直流电机400进行加载的加载模块210、对无刷直流电机的电流和转速进行处理的数据处理模块220和将数据处理结果进行显示的结果显示模块230。
[0040]如图8所示，在其中一个实施例中，借用交流测功机200，将无刷直流电机转轴端固定于交流测功机上，通过启动无刷直流电机400，使电机从启动到堵转。把数据处理模块220和结果显示模块230集成在计算机300中，通过交流测功机200与计算机300连接，夕卜置控制板连接电机。连接完成后，开启电源，然后调节外置控制板的电压Vsp，当电压达到
2.3V时，电机开始启动。在Vsp=4.2V时，电机达到额定转速，此时电机电流较小。通过交流测功机的加载模块210对电机进行加载，电机转速将逐渐减小，电流逐渐上升，当电机转速降为O时，电机断开，完成测功过程。此时，计算机300对采集到的数据进行处理并输出相关参数及曲线，如图6所示，可以读取每个点的的输出功率，效率，转矩和电流。
[0041]本系统通过电机外置控制板调节Vsp (电机的控制电压)控制电机的转速，并在额定转速下进行测功，并找出额定点的特性，可在很大程度上提高电机开发的准确性。
[0042]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种无刷直流电机的测功控制装置，包括与无刷直流电机连接的控制板，其特征在于:所述控制板包括主控模块和与所述主控模块连接的电流控制模块，所述电流控制模块控制所述无刷直流电机的电流可无限增大； 其中，所述主控模块为TPD4122K芯片，所述TPD4122K芯片具有引脚ISl和引脚IS2，所述电流控制模块为接地导线，所述接地导线直接连接至所述引脚ISl和所述引脚IS2。
2.根据权利要求1所述的无刷直流电机的测功控制装置，其特征在于:所述电流控制模块为一个阻值为零的第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述主控模块的限流控制端，所述第一电阻的另一端接地； 其中，所述限流控制端为所述TPD4122K芯片的引脚ISl和引脚IS2，所述引脚ISl和所述引脚IS2通过所述电流控制模块接地。
3.根据权利要求1或2所述的无刷直流电机的测功控制装置，其特征在于:所述控制板包括与主控模块连接的霍尔传感器，所述霍尔传感器设置在无刷直流电机的内部以检测所述无刷直流电机内部的转子的位置。
4.根据权利要求1或2所述的无刷直流电机的测功控制装置，其特征在于:所述控制板还包括与主控模块连接的三相控制模块，所述三相控制模块用于控制所述无刷直流电机的三相电压。
5.根据权利要求1或2所述的无刷直流电机的测功控制装置，其特征在于:所述控制板还包括与主控模块连接的三相信号输入模块，所述三相信号输入模块向所述主控模块输入PWM信号以对所述无刷直流电机的三相进行控制。
6.根据权利要求5所述的无刷直流电机的测功控制装置，其特征在于:所述三相信号输入模块包括第二电阻和第二电容，所述第二电阻和所述第二电容的一端连接至所述主控模块的三相信号输入端，所述第二电阻和所述第二电容的另一端则共同接地。
7.—种无刷直流电机的测功控制系统，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的测功控制装置和交流测功机，所述交流测功机包括对所述无刷直流电机进行加载的加载模块、对所述无刷直流电机的电流和转速进行处理的数据处理模块和对数据处理结果进行显示的结果显示模块。
【文档编号】H02P6/16GK204031024SQ201420172624
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】陈香玉, 陈龙 申请人:合肥凯邦电机有限公司, 珠海格力电器股份有限公司珠海凯邦电机制造有限公司