[发明专利]交直流两用三相永磁无刷直流电动机控制器

说明书

技术领域

本发明涉及交直流两用三相永磁无刷直流电动机控制器，主要应用于家用电器、工业机器人、新型医疗设备、自动化设备众多工业部门。

背景技术

《中华人民共和国节约能源法》第十七条明文规定：“禁止生产、进口、销售国家明令淘汰或者不符合强制性能源效率标准的用能产品、设备；禁止使用国家明令淘汰的用能设备、生产工艺。”第十八条规定，“国家对家用电器等使用面广、耗能量大的用能产品，实行能源效率标识管理。”传统的Y系列电机一般在额定点运行，效率主要考虑在额定点，通常为单一额定工作点电机，目前已经列入机电产品强制淘汰目录。所以，在可持续发展和节能降耗的大背景下，高效的三相永磁无刷直流电动机由于其高效区面积较大，应用范围越来越广泛，已经开始从电动单车、电动汽车扩展到各种伺服系统、航天航空、家用电器、工业机器人、新型医疗设备、自动化控制领域。

但是，现有的三相永磁无刷直流电动机不能单独使用，与之配套的控制器还存在以下问题：

1．永磁无刷直流电动机控制器的外壳基本上为铝型材结构，目前尚无类似PLC可编程控制器结构的控制器以适应众多的应用需求。

2. 铝型材结构的控制器，出线方式上基本上是从铝型材两边的端盖出线，连接线众多，线头上又缺少必要标识，常常造成接线错误，或者由于接线接触不良，造成控制器不必要的损坏，安装工艺复杂，不适合安装在具有导轨的通用电控柜或控制箱中。

2．控制器的弱电部分和强电部分混合出线，电磁干扰严重，导致可靠性较差，一旦损坏，维修特别困难。

3．控制器缺乏统一的能量管理概念。

4．控制器只有线控操作，不支持无线遥控操作。

5．不加装散热片，VMOS功率管特别容易烧损；加装散热片的话又导致成本居高不下，控制器难以实现小型化。

发明内容

据此，本发明提出了一种交直流两用三相永磁无刷直流电动机控制器设计方案，采用难燃品级的94HB工程塑料外壳以及类似PLC控制器或交流接触器的轨道式安装模式，适合额定功率小于1000W的三相永磁无刷直流电动机的控制。

一种交直流两用三相永磁无刷直流电动机控制器，包括上壳体1、底座2，PCB电路板3、弹簧卡片4、遥控接收模块5，所述的PCB电路板3上焊接有ARM芯片32、输入信号调理芯片33、开关电源控制芯片35、开关电源功率芯片301、前置驱动芯片307、碳化硅功率管302以及工字型电感34、电解电容36、整流桥堆37、电源滤波器38、压敏电阻39、发光二极管组308，其要点在于：

所述的ARM芯片32是指基于ARM构架的处理芯片，ARM芯片32中同时驻机固化有一个专用无刷直流电动机旋转矢量运算程序包、一个通用单片机运算程序包和一个能量管理程序包，ARM芯片32为LQFP64脚表贴封装；

所述的PCB电路板3上还焊接有U相电流检测康铜丝303、V相电流检测康铜丝304、W相电流检测康铜丝305以及总电流检测康铜丝306，所述的康铜丝均折弯成“M”状；

所述的PCB电路板3上还焊接有遥控接收模块5；

所述的PCB电路板3两侧分别焊接有一条12位接线连接器31，上壳体1的顶部有微微上凸的标识字，以定义12位接线连接器31上的每一个接线端子的功能；

控制端接线侧11的标识字包括直流电源14、正反转和刹车15、接调速器16、辅助输入17，其中：

所述的直流电源14下又分为正极（+）、负极（-）和GND接线标识字，所述的正反转和刹车15下包括有：正/反（Z/F）、GND、刹车（SC）接线标识字，所述的接调速器16下包括有GND、调速（TS）、+4.3V接线标识字，所述的辅助输入17下包括有IN1、GND、IN2接线标识字；

永磁无刷直流电动机接线侧12的标识字包括：电机相线18、电机霍尔信号输入19，其中：

所述的电机相线18下包括有V、W、U和GND接线标识字，所述的电机霍尔信号输入19下包括红（Vc）、蓝（A）、黄（B）、绿（C）、黑（GND）接线标识字,分别接来自电机内部的A、B、C霍尔传感器定位信号，所述的交流输入侧13下包括有：220V（L）、G、220V（N）接线标识字。

选用直流电源输入时，将直流电源分别接到标识有直流电源14下的12位接线连接器31的正极（+）和负极（-）接线端子处；选用交流电输入时，将市电220V分别接到标识有交流输入侧13下的12位接线连接器31的220V（N）和220V（L）接线端子处，接线端子的（G）端接市电220V的保护地。