一种用于水下的冗余直流电机驱动器的制作方法

本实用新型涉及基于水下的小型设备电气动力源，特别涉及一种用于水下的冗余直流电机驱动器。

背景技术：

水下电机产品丰富，技术成熟，但是用于控制电机的控制回路一般都位于水面之上。且由于将电机产品放于水下，容易出现故障，无法驱动直流电机。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于水下的冗余直流电机驱动器，将电机的控制回路至于水下的同时加入了冗余控制逻辑。

为了实现以上目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种用于水下的冗余直流电机驱动器，其特点是，包括：

负载反馈放大模块，用于将当前直流电机的运行电流放大处理得到负载反馈信号；

第一主控制器模块，其输入端连接于负载反馈放大模块，执行CAN总线传输过来的控制指令产生一初始电机控制信号并与负载反馈放大模块的负载反馈信号进行运算得到第一电机控制信号；

第二主控制器模块，其输入端连接于负载反馈放大模块，执行CAN总线传输过来的控制指令产生一初始电机控制信号并与负载反馈放大模块的负载反馈信号进行运算得到第二电机控制信号；

第一隔离模块，其电路连接于第一、二主控制器模块，用于隔离所述的第一电机控制信号；

第二隔离模块，其电路连接于第一、二主控制器模块，用于隔离所述的第二电机控制信号；

电机驱动模块，其输入端分别连接于第一、二隔离模块，用于根据隔离后的第一控制信号控制驱动直流电机或根据隔离后的第二控制信号控制驱动直流电机。

还包括：变压整流模块，其电路连接于第一、二主控制器模块和第一、二隔离模块，用于将220V的交流电转化为两类直流电。

所述的第一隔离模块还将隔离后的第一电机控制信号发给所述的第二主控制模块，当所述的第二主控制模块没有收到该第一电机控制信号且同时没有收到负载反馈信号，所述的第二主控制器模块输出第二电机控制信号。

所述的第一、二主控制器模块还将所述直流电机的运行参数回传给上位机。

所述的冗余直流电机驱动器设置于防水外壳内。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

将电机的控制回路至于水下的同时加入了冗余控制逻辑。

兼容性好：可以兼容部分的12V直流电机。

附图说明

图1为本实用新型一种用于水下的冗余直流电机驱动器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。

如图1所示，一种用于水下的冗余直流电机驱动器，包括：负载反馈放大模块1，用于将当前直流电机的运行电流放大处理得到负载反馈信号；第一主控制器模块2，其输入端连接于负载反馈放大模块1，执行CAN总线传输过来的控制指令产生一初始电机控制信号并与负载反馈放大模块的负载反馈信号进行运算得到电机控制信号A；第二主控制器模块3，其输入端连接于负载反馈放大模块1，执行CAN总线传输过来的控制指令产生一初始电机控制信号并与负载反馈放大模块1的负载反馈信号进行运算得到电机控制信号B；第一隔离模块4，其电路连接于第一主控制器模块2和第二主控制器模块3，用于隔离所述的电机控制信号A；第二隔离模块5，其电路连接于第一、二主控制器模块，用于隔离所述的电机控制信号A；电机驱动模块6，其输入端分别连接于第一、二隔离模块，用于根据隔离后的第一控制信号控制驱动直流电机或根据隔离后的第二控制信号控制驱动直流电机。

上述的第一、二主控制器模块，使用器件型号为：STM32F405；第一、二隔离模块使用线性光电耦合器将主控制器模块产生的控制信号与电机的控制回路进行光电隔离，使用器件型号为：HCNR200；负载反馈放大模块1使用运算放大器将直流电机当前的工作电流通过采样电阻或得到的信号进行线性放大，使用器件型号为：AD8552；变压整流模块使用变压器与大功率二极管构成的全桥整流电路将输入的220V50Hz的交流电转化成DC5V与DC24V，使用器件型号为：10A10；电机驱动模块使用大功率三极管与大功率二极管构成的的全桥电机驱动电路，实现直流电机的驱动，使用器件型号为：2N3055、10A10。

在具体实施例中，该用于水下的冗余直流电机驱动器还包括：变压整流模块7，其电路连接于第一、二主控制器模块和第一、二隔离模块，用于将220V的交流电转化为两类直流电。

所述的第一隔离模块2还将隔离后的电机控制信号A发给所述的第二主控制模块3，当所述的第二主控制模块没有收到该电机控制信号A且同时没有收到负载反馈信号，所述的第二主控制器模块3输出电机控制信号B。

所述的第一、二主控制器模块还将所述直流电机的运行参数回传给上位机。

所述的冗余直流电机驱动器设置于防水外壳10内。

本实用新型应用时，将220V交流电转化成DC24V用于直流电机的电源，同时输出一路DC5V用于驱动器内部控制电源。当主控制器模块接收到来自CAN总线传输过来的控制指令时，主控制器模块产生模量控制信号，在经过控制信号隔离模块的隔离与放大后再通过电机驱动模块驱动直流电机。直流电机的运行电流通过采样电阻获得后，通过负载反馈放大模块传回给主控制器模块，负载反馈信号在主控制器模块内进行比例微积分运算后将修正过的模拟量控制信号再传入后续的控制信号隔离模块与电机驱动模块，以达到CAN总线传输过来的控制指令的转速与转矩要求。主控制器模块将电机的运行参数通过CAN总线回传给上位设备的同时，主控制器模块也会对直流电机的运行状态进行控制，以防止电机的过载运行与漏电保护等功能。

驱动器默认运行采用第一主控制器模块，用户也可通过远程指令将默认系统切换到第二主系统器模块当中。通过负载反馈的情况，当任意一个系统发生故障无法正常驱动电机时，自动切换到另一个主系统器模块进行控制，并通过CAN总线将该情况发送到上位设备。

综上所述，本实用新型一种用于水下的冗余直流电机驱动器，将电机的控制回路至于水下的同时加入了冗余控制逻辑。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。