[发明专利]机器人电机启动控制装置

说明书

本发明公开了一种机器人电机启动控制装置，它是串接在电机电枢回路上的BUCK电路，包括：由开光管、储能电感和滤波电容组成的双向半桥变换器，单片机，PWM驱动器，对电机电枢回路的电流高频采样的电流采样电路和对电机电枢回路的电压高频采样的电压采样电路；所述单片机产生PWM波，通过采得的电流和电压值调整PWM波的占空比，经由PWM驱动器放大后驱动所述开关管。所述PWM波的占空比经由增量型的PID控制算法调节，使电机输出功率恒定。本发明可以减少电机启动对供电系统的冲击，对电机也有保护的作用。同时具有低能耗的优点，符合节能减排的需求。

技术领域

本发明涉及一种机器人电机启动控制装置。

背景技术

一般户外作业的机器人配有太阳能板兼蓄电池供电的直流电机，在户外工作环境下机器人不得不频繁启停电机，电机如果直接启动，由于反电动势为零，启动电流非常大，会有一个4~7倍于额定电流的冲击电流 ，导致负载功率激增，电机频繁启动时的大电流，会对供电装置造成冲击，可能会导致电池输出电流超过上限，同时使其供电电压下降影响其他设备的正常运行。电机频繁启动时功率激增也会对电池的充放电产生影响， 导致蓄电池频繁充放电，进而使得电池内部发热，容量衰减，内阻增加，减少电池的寿命。

总之，电机直接启动会导致对供电系统产生较大冲击，这会带来不利后果，这是现有技术的亟需解决的不足之处。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种机器人电机的启动控制装置，它可以减少电机启动对供电系统的冲击。

本发明的机器人电机启动控制装置，它是串接在电机电枢回路上的BUCK电路，其特征是包括：由开光管、储能电感和滤波电容组成的双向半桥变换器，单片机，PWM驱动器，电流采样电路和电压采样电路；

所述单片机产生PWM波，通过采得的电流和电压值调整PWM波的占空比，经由PWM驱动器放大后驱动所述开关管。

所述PWM波的占空比经由增量型的PID控制算法调节，使电机输出功率恒定。

所述单片机是STM32单片机。

所述PWM驱动器包括半桥驱动芯片IR2110s。

所述电流采样电路包括与采样电阻连接的差分放大器LM358。

本发明的技术效果是：一、通过BUCK电路对电机电枢回路电压进行调整，控制电机接近恒功率启动，在保证启动转矩较大，启动时间较短的同时，稳定启动功率，减少了电机启动对供电系统的冲击。二、由于本发明可以使得电机输出功率接近恒定，无须电阻消耗额外电能，具有低能耗的优点，符合节能减排的需求。三、本发明避免了直流电机运行时因电流冲击而导致的电机故障或者损坏，对电机有保护的作用。

附图说明

图1是本发明的BUCK电路构成框图。

图2是图1的电原理图。

图3是PWM驱动器。

图4 是采样电路原理图。

图5 是过程控制流程图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的实施例作详细说明。

参看图1，本发明的电机启动控制装置是一种BUCK电路，包括STM32单片机11、双向DC-DC主回路12，电流采样电路13、电压采样电路14和PWM驱动器15，发明思路是首先在STM32单片机内设置一个启动最大功率，采样网络实时采集电机两端电压及电流，计算功率，当功率大于设定功率时，减小PWM波的占空比，降低输出电压，直至功率等于输出设定功率。