本实用新型属于电机控制技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机控制装置。
背景技术：
永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，由于其具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等特点，现已广泛应用于工农业生产、交通运输、国防、商业等领域。然而发明人在使用过程中发现，现有永磁同步电机在使用时无法完成自检，且不具备数据现场显示以及远程监控等功能，降低了使用的安全性，给技术人员的操作使用带来了诸多不便。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种永磁同步电机控制装置，该种控制装置可实现对永磁同步电机的高精度、高动态性能、大范围调速或定位控制，提供有过压、过流、欠压保护，以及能够通过无线通讯单元实现与具有监控功能的系统之间数据的传输，完成远程监控。
为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：
一种永磁同步电机控制装置，包括：
控制单元；
分别与控制单元通信连接的功率驱动单元、反馈检测单元、保护单元；
以及与功率驱动单元相连接的整流逆变单元；
所述反馈检测单元由转速检测电路、温度检测电路、故障反馈电路构成；所述保护单元由单相过流保护电路、母线过流保护电路、母线过压和/或欠压保护电路构成。
进一步优选的，所述永磁同步电机控制装置中还包括有无线通信单元以及LCD显示单元。
优选的，所述整流逆变单元由整流桥与三相正弦脉冲宽度调制电压逆变器拓扑形成；三相正弦脉冲宽度调制电压逆变器中每一相电路与一个取样电路相串联。
优选的，转速检测电路由转速传感器与调制电路构成；调制电路用于对转速信号进行阻容滤波以及整形放大处理。
本实用新型提供了一种永磁同步电机控制装置，该控制装置包括有控制单元、功率驱动单元、反馈检测单元、保护单元、整流逆变单元、无线通信单元以及LCD显示单元等。具有上述结构特征的永磁同步电机控制装置，其可实现对永磁同步电机的高精度、高动态性能、大范围调速或定位控制，提供有过压、过流、欠压保护，以及能够通过无线通讯单元实现与具有监控功能的系统之间数据的传输，完成远程监控。
附图说明
图1为本实用新型提供的永磁同步电机控制装置的结构框图；
图2为控制单元的电路示意图；
图3为整流逆变单元的电路示意图；
图4为转速检测电路的电路示意图；
图5为温度检测电路的电路示意图；
图6为母线过流保护电路的电路示意图；
图7为母线过压和/或欠压保护电路的电路示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种永磁同步电机控制装置，该种控制装置可实现对永磁同步电机的高精度、高动态性能、大范围调速或定位控制，提供有过压、过流、欠压保护，以及能够通过无线通讯单元实现与具有监控功能的系统之间数据的传输，完成远程监控。
如图1所示，该永磁同步电机控制装置包括有控制单元、功率驱动单元、反馈检测单元、保护单元、整流逆变单元以及优选设置的无线通信单元以及LCD显示单元。其中，功率驱动单元、反馈检测单元、保护单元以及优选设置的无线通信单元、LCD显示单元均分别与控制单元通信连接；整流逆变单元则与功率驱动单元相连接。
如图2所示，选择基于ARM CORTEX-M3的微处理器作为控制单元，该控制单元不断采集各输入信号（例如：三相电流、温度信号、三相欠压/过压信号、电机转速信号、三相过流信号等输入信号等），并通过磁场定向的控制（FOC）和坐标变换，实现矢量控制（VC），同时结合正弦波脉宽调制（SPWM）控制模式输出信号（例如：三相逆变驱动信号、温度保护驱动信号、三相欠压/过压保护驱动信号、过流保护驱动信号、LCD驱动信号、无线模块驱动信号等输出信号等）实现对电机的控制。
而如图3所示，整流逆变单元优选由整流桥与三相正弦脉冲宽度调制电压逆变器拓扑形成，其中交流电经过整流桥后成为直流电，而三相逆变器中的PWM1H、PWM1L、PWM2H、PWM2L、PWM3H、PWM3L为控制端，R2∼R4为设置在三相正弦脉冲宽度调制电压逆变器中每一相电路中的取样电路；三相逆变器控制端与CORTEX-M3处理器通信连接的功率驱动单元相连接。通过三相正弦脉冲宽度调制电压逆变器变频，配合功率驱动单元共同来完成驱动三相永磁同步电机的工作。事实上，功率驱动单元与整流逆变单元的整个工作过程可以等价为AC-DC-AC整流逆变的过程。
进一步具体的，反馈检测单元由转速检测电路、温度检测电路、故障反馈电路构成，用于收集永磁同步电机运转过程中的参数，例如：温度、转速以及其他故障信息，并将上述参数作为调控永磁同步电机运转姿态的反馈值。其中，转速检测电路如图4所示，该转速检测电路由转速传感器与调制电路构成；转速传感器通过对脉冲宽度的测量来得到转速值。调制电路则进一步对转速值所对应转速信号进行调制：该转速信号进入调制电路后，首先经过前段电路进行阻容滤波，而后被三极管Q整形放大，最后将最终处理所得信号送至CORTEX-M3处理器处。CORTEX-M3处理器对采集到的转速信号进行脉宽计算，得到电机的实时转速信息。优选的，图4中二极管D为钳位二极管，用于防止负脉冲对调制电路的冲击破坏。而温度检测电路如图5所示，其中RT为专用温度传感器；随着温度的变化RT的输出电流也随之变化，在CPAMP同相端的电压也随之改变。该变化值经运放处理后送入CORTEX-M3处理器，进一步通过数据计算得到温度值，作为控制信号的依据。
以及具体的，保护单元由单相过流保护电路、母线过流保护电路、母线过压和/或欠压保护电路构成，用于对永磁同步电机各运转部件进行保护。其中，母线过流保护电路如图6所示，该母线过流保护电路主要目的是在发生异常状态（如过压、过流、过热等）时，保护系统不出现致命损坏。具体由电流检测电路产生过流信号，过流信号经运放处理后作为触发信号触发RS触发器，RS触发器产生过流信号输出到CORTEX-M3处理器，CORTEX-M3处理器检测到过流信号后产生保护信号，控制逆变部分停止功率输出，防止输出电流过大损坏逆变部分和电机。在过流故障接触后，复位信号复位RS触发器，产生正常工作信号。而母线过压和/或欠压保护电路如图7所示，具体可分为过压保护部分以及欠压保护部分两个部分。过压保护部分（与high ref端相接连的部分），电压信号和基准电压分别与比较器的反相端和同相端连接，正常工作时比较器输出高电平信号，当电压高于设定的阀值后，反相端电压高于同相端基准电压，比较器输出低电平信号，RS触发器输出高电平信号，产生过压保护。欠压保护部分（与low ref端相接连的部分），电压信号和基准电压信号分别与比较器的同相端和反相端连接，在正常工作是比较器输出高电平信号，当电压低于设定的阀值后，反相端电压高于同相端电压，比较器输出低电平信号，RS触发器输出高电平信号，产生欠压保护。欠压保护信号和过压保护信号通过两个二极管组成的或门将信号发送到CORTEX-M3处理器。复位信号在此保证RS触发器正常工作。
本实用新型提供了一种永磁同步电机控制装置，该控制装置包括有控制单元、功率驱动单元、反馈检测单元、保护单元、整流逆变单元、无线通信单元以及LCD显示单元等。具有上述结构特征的永磁同步电机控制装置，其可实现对永磁同步电机的高精度、高动态性能、大范围调速或定位控制，提供有过压、过流、欠压保护，以及能够通过无线通讯单元实现与具有监控功能的系统之间数据的传输，完成远程监控。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。