同步电机驱动器及应用其的矢量角向磨光机的制作方法

本实用新型涉及一种同步电机驱动器及应用其的矢量角向磨光机。

背景技术：

现有的角向磨光机的电机大多为串激电机和无刷方波电机，串激电机具有碳刷结构，串激电机是通过碳刷实现电流换向，会导致碳刷和转子换向器的磨损，为了满足其实际工作过程中的扭矩需要，通常需要采用齿轮传动机构来实现其电机轴与输出轴之间的传动方向改变和减速的目的，从而导致传动效率低，结构复杂，整机寿命短，整机效率低，噪音较高，而对于无刷方波电机，则存在效率不高，噪音高、温升高的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种同步电机驱动器，它可以很好地驱动矢量角向磨光机的同步电机工作，进而提升整个矢量角向磨光机的性能。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种同步电机驱动器，它包括整流滤波电路、功率因数调整电路、功率驱动电路、电流取样电路和mcu电路；其中，

所述整流滤波电路与单相交流市电相连，适于对单相交流市电进行整流滤波以输出直流电压；

所述功率因数调整电路分别与整流滤波电路和功率驱动电路相连，适于将输入其的直流电压调整为设定直流电压；

所述功率驱动电路分别与功率因数调整电路和同步电机相连，所述电流取样电路分别与所述同步电机和mcu电路相连，适于采集同步电机的三相电流信号并发送至mcu电路；

所述mcu电路适于根据三相电流信号生成矢量控制信号；所述功率驱动电路适于根据设定直流电压和矢量控制信号驱动同步电机工作。

进一步为了使得功率因数调整电路更好地工作，所述mcu电路与所述功率因数调整电路相连，适于采集功率因数调整电路的电流电压信号；及根据电流电压信号生成pwm信号并发送至功率因数调整电路；

所述功率因数调整电路适于根据pwm信号将输入其的直流电压调整为设定直流电压。

进一步为了方便向功率因数调整电路、mcu电路和功率驱动电路提供工作电源，同步电机驱动器还包括控制电源，所述控制电源分别与整流滤波电路、功率因数调整电路、mcu电路和功率驱动电路相连，适于将直流电压转换为功率因素调整电路、mcu电路和功率驱动电路所需的工作电压以作为工作电源。

进一步，所述功率因数调整电路包括pfc驱动电路、pfc主电路、电压采样锁相电路、电流采样电路和电流放大电路；其中，

所述整流滤波电路与所述pfc主电路相连以向所述pfc主电路输出直流电压；所述电流采样电路与所述pfc主电路相连以采集pfc主电路的电流信号；

所述电流放大电路分别与所述电流采样电路和mcu电路相连，适于对电流信号进行放大并发送至mcu电路；

所述电压采样锁相电路分别与pfc主电路和mcu电路相连，适于采集pfc主电路输出的电压信号并发送至mcu电路；

所述mcu电路适于根据电压信号和放大后的电流信号生成pwm信号；

所述pfc驱动电路分别与mcu电路和pfc主电路相连，适于根据mcu电路向其发送的pwm信号控制pfc主电路将直流电压调整为设定直流电压。

本实用新型还提供了一种矢量角向磨光机，它包括同步电机驱动器、同步电机和输出盘片，所述输出盘片与所述同步电机的输出轴或间接轴相连，同步电机驱动器与同步电机相连以驱动同步电机工作。

进一步，所述输出盘片为砂轮磨片或金刚石切割片或混凝土切割片。

采用了上述技术方案后，整流滤波电路对单相交流市电进行整流滤波，输出直流电压，电流取样电路采集同步电机的三相电流信号，mcu电路采集功率因数调整电路的电流电压信号，mcu电路再根据三相电流信号产生矢量控制信号，根据电流电压信号等生成pwm信号，所述功率因数调整电路根据pwm信号将输入其的直流电压调整为设定直流电压，所述功率驱动电路根据设定直流电压和矢量控制信号对同步电机进行矢量驱动，本实用新型的同步电机驱动器可以很好地驱动矢量角向磨光机的同步电机工作，使得整个矢量角向磨光机的传动效率高，噪音低，使用寿命长，各项性能明显优于采用无刷方波电机或串激电机的角向磨光机。

附图说明

图1为本实用新型的同步电机驱动器的原理框图；

图2为本实用新型的功率因数调整电路的原理框图；

图3为本实用新型的整流滤波电路、pfc主电路和电流采样电路的电路图；

图4为本实用新型的pfc驱动电路的电路图；

图5为本实用新型的电流放大电路的电路图；

图6为本实用新型的电压采样锁相电路的电路图；

图7为本实用新型的功率驱动电路的电路图；

图8为本实用新型的电流取样电路的电路图；

图9为本实用新型的控制电源的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图1~9所示，一种同步电机驱动器，它包括整流滤波电路1、功率因数调整电路2、功率驱动电路3、电流取样电路4和mcu电路5；其中，

所述整流滤波电路1与单相交流市电相连，适于对单相交流市电进行整流滤波以输出直流电压；

所述功率因数调整电路2分别与整流滤波电路1和功率驱动电路3相连，适于将输入其的直流电压调整为设定直流电压；

所述功率驱动电路3分别与功率因数调整电路2和同步电机7相连，所述电流取样电路4分别与所述同步电机7和mcu电路5相连，适于采集同步电机7的三相电流信号并发送至mcu电路5；

所述mcu电路5适于根据三相电流信号生成矢量控制信号；所述功率驱动电路3适于根据设定直流电压和矢量控制信号驱动同步电机7工作。

如图1、2、4所示，为了使得功率因数调整电路2更好地工作，所述mcu电路5与所述功率因数调整电路2相连，适于采集功率因数调整电路2的电流电压信号；及根据电流电压信号生成pwm信号并发送至功率因数调整电路2；

所述功率因数调整电路2适于根据pwm信号将输入其的直流电压调整为设定直流电压。

具体地，整流滤波电路1对单相交流市电进行整流滤波，输出直流电压，电流取样电路4采集同步电机7的三相电流信号，mcu电路5采集功率因数调整电路2的电流电压信号，mcu电路5再根据三相电流信号生成矢量控制信号，根据电流电压信号等生成pwm信号，所述功率因数调整电路2根据pwm信号将输入其的直流电压调整为设定直流电压，所述功率驱动电路3根据设定直流电压和矢量控制信号对同步电机7进行矢量驱动，本实用新型的同步电机驱动器可以很好地驱动矢量角向磨光机的同步电机7工作，使得整个矢量角向磨光机的传动效率提高至85%~90%，噪音降低至50~55db，使用寿命延长至600~1200h以上，各项性能明显优于采用无刷方波电机或串激电机的角向磨光机。

如图1、9所示，为了方便向功率因数调整电路2、mcu电路5和功率驱动电路3提供工作电源，同步电机驱动器还包括控制电源6，所述控制电源6分别与整流滤波电路1、功率因数调整电路2、mcu电路5和功率驱动电路3相连，适于将直流电压转换为功率因素调整电路、mcu电路5和功率驱动电路3所需的工作电压以作为工作电源。

如图2、3、4、5、6所示，所述功率因数调整电路2包括pfc驱动电路21、pfc主电路22、电压采样锁相电路23、电流采样电路24和电流放大电路25；其中，

所述整流滤波电路1与所述pfc主电路22相连以向所述pfc主电路22输出直流电压；所述电流采样电路24与所述pfc主电路22相连以采集pfc主电路22的电流信号；

所述电流放大电路25分别与所述电流采样电路24和mcu电路5相连，适于对电流信号进行放大并发送至mcu电路5；

所述电压采样锁相电路23分别与pfc主电路22和mcu电路5相连，适于采集pfc主电路22输出的电压信号并发送至mcu电路5；

所述mcu电路5适于根据电压信号和放大后的电流信号生成pwm信号；

所述pfc驱动电路21分别与mcu电路5和pfc主电路22相连，适于根据mcu电路5向其发送的pwm信号控制pfc主电路22将直流电压调整为设定直流电压。

实施例二

一种矢量角向磨光机，它包括如实施例一所述的同步电机驱动器、同步电机7和输出盘片，所述输出盘片与所述同步电机7的输出轴或间接轴相连，同步电机驱动器与同步电机7相连以驱动同步电机7工作。

在本实施例中，所述输出盘片为砂轮磨片或金刚石切割片或混凝土切割片，但不限于此。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。