[发明专利]基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统及方法，属于清洗工具技术领域。

背景技术

高压清洗机作为一种清洗工具用途非常广泛，可以用来清洗汽车、地面、墙壁、屋顶等等；现有的高压清洗机主要原理是通过一台交流电机带动一台高压水泵工作，将低压力的自来水通过高压水泵增压到客户需要的一定压力，我们知道，交流电机的损耗大，一般功率1000W的交流电机的输出功率为600W，效率十分低下，浪费能源。北美市场由于对家用电器有着强制性的电流限制（不大于15A），导致高压清洗机的功率一直无法做大，清洗机输出压力和流量也受到的限制无法做大；因此如何在有限的输入电流内提高清洗机的系统效率，以得到最大的输出功率一直是行业内研究的重点。

发明内容

本发明的目的是克服现有的高压清洗机采用交流电机，效率低下，浪费能源，在有限定的输入电流内的高压清洗机的率低，输出压力和流量也受到很大的限制的问题。本发明的基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统及方法，提高高压清洗机的能量转化效率，在低输入电流的限制下，达到高的功率输出，有效的降低了能源损耗，并实现自由档位调速功能，使压清洗机输出不同的压力和流量值，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统，其特征在于：包括

电源控制模块，用于外接交流电源，并经EMI滤波、整流、功率因素补偿后输出直流电压；

IPM驱动模块，用于控制三相无刷直流电机的转速；

三相无刷直流电机，用于输出动力给高压水泵；

所述电源控制模块输出高压直流电压供给IPM驱动模块，所述IPM驱动模块控制三相无刷直流电机输出动力给高压水泵。

前述的基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统，其特征在于：所述电源控制模块包括依次连接的EMI滤波电路、全桥整流电路、PFC电路，所述EMI滤波电路外接交流电源，所述PFC电路包括升压电感L1、升压二极管D1、场效应管T1、PFC控制芯片IC1，所述全桥整流电路的正输出端与升压电感L1的一端相连接，升压电感L1的另一端与场效应管T1的漏极、升压二极管D1的正极共同连接，所述场效应管T1的源极与全桥整流电路的负输出端，所述场效应管T1的栅极与PFC控制芯片IC1的反馈端相连接，所述升压二极管D1的负极还串联有电阻R1、R2，所述电阻R1、R2连接处与PFC控制芯片IC1的输入端相连接，所述升压二极管D1的负极作为电源控制模块正输入端与IPM驱动模块的电源输入端相连接。

前述的基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统，其特征在于：所述场效应管T1为MOS管或结型场效应管。

前述的基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统，其特征在于：所述IPM驱动模块包括单片机IC2、IPM模块、转速调节电路，所述转速调节电路的输出端与单片机IC2的信号输入端相连接，所述IPM模块包括相连接的驱动保护电路、六个IGBT构成的三相电机功率驱动电路，所述单片机IC2的驱动信号输出端与驱动保护电路的输入点相连接，所述驱动保护电路的保护端口与单片机IC2的保护控制信号输入端相连接，所述电源控制模块正输入端与三相电机功率驱动电路电源端相连接，所述三相电机功率驱动电路设有三路输出端，分别与三相无刷直流电机的三相输入端相连接。

前述的基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统，其特征在于：所述三相无刷直流电机上设有第一温度传感器RT1，所述IPM驱动模块还包括第二温度传感器RT2，所述第一温度传感器RT1、第二温度传感器RT2的输出端与单片机IC2相连接。

前述的基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统，其特征在于：所述转速调节电路为数字编码器RP。

前述的基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统，其特征在于：所述三相无刷直流电机任意两相的输入端设有反馈电阻RP1、RP2，并分别与单片机IC2的两路电流反馈端相连接。

前述的基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统，其特征在于：所述升压二极管D1的负极、全桥整流电路的负输出端之间还设有极性滤波电容C1，所述性滤波电容C1的正极与升压二极管D1的负极相连接。

前述的基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统，其特征在于：所述电源控制模块输出的直流电压为400V。

前述的基于无刷直流电机的高压清洗机驱动系统，其特征在于：还包括辅助电源，所述辅助电源连接在全桥整流电路的输入端，为AC-DC反激降压式开关电源。