用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置，包括：检测无刷直流电机转速的速度检测器；采集无刷直流电机的电流信号、电压信号的采集器；三相逆变器；驱动器，驱动三相逆变器中的功率管的开通和关断；电流调节器，根据电流信号和预设的电流参考信号进行PID调节以生成第一控制信号，驱动器根据第一控制信号驱动三相逆变器中的功率管的开通和关断以调节无刷直流电机的转速；信号奇异性分析器，根据电流信号、电压信号和无刷直流电机的转速生成速度指令；速度调节器，根据无刷直流电机的转速和速度指令进行PID调节以生成第二控制信号，并根据第一控制信号和第二控制信号生成速度调节指令以调节无刷直流电机的转速。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置
本技术涉及医疗器械制造领域，特别涉及一种用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置。
技术介绍
麻醉机已经在ICU治疗领域中正越来越广泛的应用。由于直流无刷电机具有成本低、体积小、高效等优点，采用直流无刷电机作为气源越来越得到麻醉机设备行业的重视。目前，基于直流无刷电机的监测与控制技术存在着以下缺点:转速控制精度低，转速的波动容易造成气流流速不稳定；电路的响应速度较慢，软件控制算法需要改进。
技术实现思路
本技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本技术的目的在于提出一种用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置。该装置在驱动电路中加入开关电路，提高MOS管的快速开关的稳定性；并且在直流无刷电机控制策略中提出简化的电流环和速度环的计算方法，采用信号奇异性分析方法提高转速波动抑制能力。为了实现上述目的，本技术的用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置，主要包括:检测所述无刷直流电机的转速的速度检测器；采集所述无刷直流电机的电流信号、电压信号的采集器；三相逆变器，所述三相逆变器与所述无刷直流电机相连；驱动器，所述驱动器包括三相开关电路，所述三相开关电路与所述三相逆变器相连，所述驱动器驱动所述三相逆变器中的功率管的开通和关断；电流调节器，所述电流调节器与所述采集器和所述驱动器分别相连，所述电流调节器根据所述电流信号和预设的电流参考信号进行PID调节以生成第一控制信号，所述驱动器根据所述第一控制信号驱动所述三相逆变器中的功率管的开通和关断以调节所述无刷直流电机的转速；信号奇异性分析器，所述信号奇异性分析器与所述速度检测器和所述采集器分别相连，所述信号奇异性分析器根据所述电流信号、电压信号和所述无刷直流电机的转速生成速度指令；速度调节器，所述速度调节器与所述速度检测器、信号奇异性分析器和所述电流调节器分别相连，所述速度调节器根据所述无刷直流电机的转速和所述速度指令进行PID调节以生成第二控制信号，并根据所述第一控制信号和所述第二控制信号生成速度调节指令以调节所述无刷直流电机的转速。在本技术的一个实施例中，所述三相开关电路中的每相开关电路与所述三相逆变器中对应的一对桥臂相连，每对桥臂包括串联的第一功率管和第二功率管。在本技术的一个实施例中，所述每相开关电路包括:第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述驱动器中的驱动芯片的第一输出端相连；第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一二极管的阳极相连，所述第一电阻的另一端与所述第一二极管的阴极相连；第二电阻，所述第二电阻连接在第一 MOS管的源极和栅极之间，所述第一 MOS管的栅极与所述第一二极管的阴极相连，所述第一 MOS管的漏极与母线电压的正极端相连；第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述驱动芯片的第二输出端相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第二二极管的阳极相连，所述第三电阻的另一端与所述第二二极管的阴极相连；第四电阻，所述第四电阻连接在第二 MOS管的源极和栅极之间，所述第二 MOS管的栅极与所述第二二极管的阴极相连，所述第二 MOS管的漏极与所述母线电压的负极端相连。根据本技术实施例的用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置，在驱动电路中加入开关电路，提闻MOS管的快速开关的稳定性；并且在直流无刷电机控制策略中提出简化的电流环和速度环的计算方法，采用信号奇异性分析方法提高转速波动抑制能力。本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。【附图说明】本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1为根据本技术一个实施例的用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置的结构示意图；图2为根据本技术一个实施例的用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置的电路图；图3为根据本技术一个实施例的每相开关电路与对应的桥臂的连接关系示意图；图4为根据本技术一个实施例的用于麻醉机的无刷直流电机的电流环的模拟量数学模型；图5为根据本技术一个实施例的用于麻醉机的无刷直流电机的电流环的简化后的模拟量数学模型；图6为根据本技术一个实施例的用于麻醉机的无刷直流电机的速度环的模拟量数学模型；图7为根据本技术一个实施例的用于麻醉机的无刷直流电机的速度环的简化后的模拟量数学模型。【具体实施方式】下面详细描述本技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。参照下面的描述和附图，将清楚本技术的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本技术的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本技术的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本技术的实施例的范围不受此限制。相反，本技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。下面参考附图描述根据本技术实施例的用于麻醉机的无刷直流电机的控制>J-U ρ?α装直。目前，基于直流无刷电机的监测与控制技术存在着以下缺点:转速控制精度低，转速的波动容易造成气流流速不稳定；电路的响应速度较慢，软件控制算法需要改进。为此，本技术提出了一种用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置。图1是根据本技术一个实施例的用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置的结构示意图；图2根据本技术一个实施例的用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置的电路图。如图1所示，用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置包括:速度检测器110、采集器120、三相逆变器130、驱动器140、电流调节器150、信号奇异性分析器160和速度调节器170。其中，速度检测器110用于检测无刷直流电机的转速。采集器120用于采集无刷直流电机的电流信号、电压信号。三相逆变器130与无刷直流电机相连。驱动器140包括三相开关电路，三相开关电路与三相逆变器130相连，驱动器140驱动三相逆变器130中的功率管的开通和关断。其中，三相开关电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置，其特征在于，包括：检测所述无刷直流电机的转速的速度检测器；采集所述无刷直流电机的电流信号、电压信号的采集器；三相逆变器，所述三相逆变器与所述无刷直流电机相连；驱动器，所述驱动器包括三相开关电路，所述三相开关电路与所述三相逆变器相连，所述驱动器驱动所述三相逆变器中的功率管的开通和关断；电流调节器，所述电流调节器与所述采集器和所述驱动器分别相连，所述电流调节器根据所述电流信号和预设的电流参考信号进行PID调节以生成第一控制信号，所述驱动器根据所述第一控制信号驱动所述三相逆变器中的功率管的开通和关断以调节所述无刷直流电机的转速；信号奇异性分析器，所述信号奇异性分析器与所述速度检测器和所述采集器分别相连，所述信号奇异性分析器根据所述电流信号、电压信号和所述无刷直流电机的转速生成速度指令；速度调节器，所述速度调节器与所述速度检测器、信号奇异性分析器和所述电流调节器分别相连，所述速度调节器根据所述无刷直流电机的转速和所述速度指令进行PID调节以生成第二控制信号，并根据所述第一控制信号和所述第二控制信号生成速度调节指令以调节所述无刷直流电机的转速。

【技术特征摘要】
1.一种用于麻醉机的无刷直流电机的控制装置，其特征在于，包括: 检测所述无刷直流电机的转速的速度检测器； 采集所述无刷直流电机的电流信号、电压信号的采集器； 三相逆变器，所述三相逆变器与所述无刷直流电机相连； 驱动器，所述驱动器包括三相开关电路，所述三相开关电路与所述三相逆变器相连，所述驱动器驱动所述三相逆变器中的功率管的开通和关断； 电流调节器，所述电流调节器与所述采集器和所述驱动器分别相连，所述电流调节器根据所述电流信号和预设的电流参考信号进行PID调节以生成第一控制信号，所述驱动器根据所述第一控制信号驱动所述三相逆变器中的功率管的开通和关断以调节所述无刷直流电机的转速； 信号奇异性分析器，所述信号奇异性分析器与所述速度检测器和所述采集器分别相连，所述信号奇异性分析器根据所述电流信号、电压信号和所述无刷直流电机的转速生成速度指令； 速度调节器，所述速度调节器与所述速度检测器、信号奇异性分析器和所述电流调节器分别相连，所述速度调节器根据所述无刷直流电机的转速和所述速度指令进行PID调节以生成第二控制信号，并根据所述第一控制信号和所述第二控制信号生成速度调节指令以调节所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琳，
申请(专利权)人：北京谊安医疗系统股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11