[发明专利]一体化无刷直流电机的驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及无刷直流电机技术领域，具体地说是一种一体化无刷直流电机的驱动装置。 

背景技术

无刷直流电机是集交流电机和直流电机优点于一体的机电一体化产品，它既具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电机运行效率高、调速性能好的特点，同时无励磁损耗，因此近年来无刷直流电机的应用日益普及，而伴随着无刷直流电机的普及，对与其配套的驱动装置的设计也提出了更高的要求。 

经检索，CN201315560Y公开了一种直流无刷电机驱动装置的实用新型专利，其包括微处理器、IPM模块、整流模块、直流母线电压检测电路、电机转速检测电路、电机转子位置检测电路、DC/DC电源模块，三相交流电经整流模块分为三路输出，一路到IPM智能模块，一路到电源模块的输入端，第三路到直流母线电压检测电路，直流母线电压检测电路的输出端到微处理器，电源模块的输出端到微处理器，IPM模块的输出接直流电机，电机转速检测电路、电机转子位置检测电路的输出接到微处理器，这种直流无刷电机驱动装置的不足是：体积大、成本高、安装不方便。 

2010年6月，《黑龙江水专学报》第37卷第2期刊登了一篇名为“基于无位置传感器BLDCM控制系统的研究”一文，文中阐述通过检测反电势电压信号并经过鉴相处理后代替霍尔信号，同时对换相时刻进行软件补偿，实现BLDCM的近似准确换向。其不足是：通过检测三相端电压，进行深度滤波后再与模拟中性点比较，生成转子位置信号，但在重载时由于电流很大，续流时间比较长，会影响“理想”的三相端电压波形，造成波形畸变，影响了检测到的位置信号的准确性，不能确保换向的正确进行，并且相角延时换相不有利于减小无刷直流电机的转矩脉动。 

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构新颖、成本低、体积小、安装方便的一体化无刷直流电机的驱动装置。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种一体化无刷直流电机的驱动装置，设有端盖，其特征在于端盖上设有功率板和控制板，功率板上设有主回路、进线缺相检测电路、母线电流检测电路、欠压和过压检测电路、反电势检测电路和开关电源电路，控制板上设有DSP控制系统电路和通讯模块电路，

其中：

主回路中设有进线EMI滤波器、压敏电阻保护、使用了X电容、Y电容和三相共模滤波器抑制差模和共模干扰，整流桥和逆变桥都集成在一个功率模块内，功率模块采用芯片SEMIKRON集成度高，所占面积小；直流母线上具有LC结构，实现功率因素校正（PFC），

进线缺相检测电路是将送往功率模块的三相电经过由电阻、二极管和光耦组成的检测电路处理后送往DSP芯片读取，读取缺相检测电路的输出数字信号LHP1和LHP2的占空比判断是否缺相，具有进线缺项报警，过载、过热报警，过流和过压报警，功率因数校正等功能，

母线电流检测电路是通过母线上串联一个很小的电流检测电阻，通过线性光耦隔离放大电阻两端的电压信号，再经过一个调理电路把信号处理成控制芯片能够接收的范围，从而对电机电流进行反馈和监视，

欠压和过压检测电路是采用大电阻隔离的方法，通过一个简单的运放电路把母线电压转化为控制芯片输入的模拟信号，实现欠压和过压检测，此运放的输入为母线电压，输入电阻取很大，反馈电阻很小，从而使实际运放管脚的输入电压并不是很大，流过的电流也很小，实现了隔离的效果同时也实现了电压的检测，

反电动势检测电路是一低通滤波器，采用“端电压法”实现无传感器控制，通过对电机三相UVW的对地电压的处理，经DSP处理器生成转子位置信号，将端电压分成反电动势信号和电流续流干扰信号，电机三相电压首先通过低通滤波器滤除高频干扰信号和降压，再通过一个电容去除直流部分，然后把处理过的信号和由三相构造出来的虚拟中性点电压进行比较，并对两种信号进行相位和幅值的计算，得到由电流续流造成的转子位置信号的相位超前角度，经过检测电流、转速、占空比、母线电压和电机参数确定出电流续流影响的偏移角度进行补偿，从而得到反电动势过零点的信号，使换相时刻接近最佳换相时刻，确保换向的正确进行，大大拓展了无刷直流电机无位置传感器的应用范围，

开关电源电路采用反激式变换器，输入为母线电压，输出3路隔离的直流电压，分别用于DSP控制系统电路和通讯模块电路，

DSP控制系统电路的控制核心芯片为DSP，具有6路模拟信号输入，3对PWM输出，