直流电机的驱动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直流电机的驱动系统，包括：直流电机；转速检测电路，得到所述直流电机的转速信号；电流检测电路得到所述直流电机的电流电信号；位置检测电路，得到位置信号；处理器，根据所述直流电机的控制信息、所述转速信号、所述电流电信号和所述位置信号，生成并输出脉冲宽度调制信号；驱动电路，根据所述脉冲宽度调制信号控制开关器件的通断，以控制所述直流电机的运行状态。本发明专利技术通过将成本较低的直流电机应用于伺服控制系统，抛弃传统直流电机的半闭环驱动方式，采用控制精度更好的全闭环驱动方式，以实现在伺服系统中采用直流电机，降低伺服系统成本，增大伺服系统的输出功率，以及对直流电机进行精确可靠的控制的目的。

Driving system of DC motor

The invention discloses a DC motor drive system, including: DC motor; speed detection circuit, the DC motor speed signal is obtained; the current detection circuit to obtain the current signal of DC motor; position detection circuit, position signal; according to the signal processor, the control information, the DC motor of the the speed signal and the current signal and the position, to generate and output a pulse width modulated signal; driving circuit according to the pulse width modulation signal to control the on-off switch device, in order to control the running state of the DC motor. The application of DC motor with low cost in the semi closed loop servo control system, abandon the traditional DC motor drive mode, with full closed-loop drive control accuracy better, to achieve the DC motor in the servo system, reduce the cost of the servo system, increase the output power of the servo system, and to control accurately the reliability of DC motor.

【技术实现步骤摘要】
直流电机的驱动系统
本专利技术实施例涉及电机驱动技术，尤其涉及一种直流电机的驱动系统。
技术介绍
在机械控制领域，例如精密机床、汽车制造设备及机器人等，采用伺服系统精确地跟随或复现机械运动过程，例如使输出的机械位移准确地跟踪输入的位移。现有的伺服系统多采用驱动伺服电机控制机械元件的运动。伺服电机属于精密电机，具有机电时间常数小、线性度高、转动平滑和力矩稳定等特性。因而伺服电机在伺服系统中，用作执行元件，能够准确地控制机械元件的速度和位置。然而，由于伺服电机属于精密电机，对其材料、结构和加工工艺的要求要远远高于普通电机。并且伺服电机受工艺限制，很难做到大功率输出。因此，目前采用伺服电机的伺服系统成本昂贵、功率较低，无法实现在控制成本的前提下增加伺服系统的输出功率。
技术实现思路
本专利技术提供一种直流电机的驱动系统，将成本较低的直流电机应用于伺服控制系统，抛弃传统直流电机的半闭环驱动方式，采用控制精度更好的全闭环驱动方式，以实现在伺服系统中采用直流电机，降低伺服系统成本，增大伺服系统的输出功率，以及对直流电机进行精确可靠的控制的目的。本专利技术实施例提供了一种直流电机的驱动系统，包括：直流电机；转速检测电路，通过编码器与所述直流电机连接，用于检测所述直流电机的实际转速，得到所述直流电机的转速信号；电流检测电路，与所述直流电机电连接，用于检测所述直流电机的实际电流，得到所述直流电机的电流电信号；位置检测电路，用于检测所述直流电机的限位保护部件的位置，得到位置信号，所述限位保护部件与所述直流电机的电机轴机械连接；处理器，分别与所述转速检测电路、电流检测电路和位置检测电路电连接，根据所述直流电机的控制信息、所述转速信号、所述电流电信号和所述位置信号，生成并输出脉冲宽度调制信号；驱动电路，与所述处理器电连接，接收所述处理器输出的所述脉冲宽度调制信号，根据所述脉冲宽度调制信号控制开关器件的通断，以控制所述直流电机的运行状态。优选地，所述控制信息包括：所述直流电机的设定转速和/或设定转动的角度。优选地，所述直流电机的运行状态包括：启动、停止或反转。优选地，所述驱动电路还包括：电流保护模块，用于当所述电流电信号大于电流设定值时，所述驱动电路控制所述直流电机停止运行，以及向所述处理器输出第一错误信号。优选地，所述驱动电路还包括：温度保护模块，用于当检测到所述驱动电路的温度高于温度设定值时，所述驱动电路控制所述直流电机停止运行，以及向所述处理器输出第二错误信号。优选地，所述直流电机的驱动系统还包括光电隔离电路；所述处理器通过所述光电隔离电路与所述转速检测电路、所述位置检测电路和/或所述驱动电路连接。优选地，所述转速信号包括转速第一信号和转速第二信号，所述光电隔离电路包括第一光电耦合芯片和第二光电耦合芯片；所述第一光电耦合芯片的信号输入管脚与所述转速第一信号电连接；所述第一光电耦合芯片的信号输出管脚与所述处理器电连接；所述第一光电耦合芯片的第一参考电压输入管脚与第一供电信号线电连接；所述第一光电耦合芯片的第二参考电压输入管脚与第二供电信号线电连接；所述第一光电耦合芯片的第三参考电压输入管脚与第二接地信号线电连接；所述第二光电耦合芯片的信号输入管脚与所述转速第二信号电连接；所述第二光电耦合芯片的信号输出管脚与所述处理器电连接；所述第二光电耦合芯片的第一参考电压输入管脚与第一供电信号线电连接；所述第二光电耦合芯片的第二参考电压输入管脚与第二供电信号线电连接；所述第一光电耦合芯片的第三参考电压输入管脚与第二接地信号线电连接。优选地，所述位置信号包括位置第一信号和位置第二信号，所述光电隔离电路包括第三光电耦合芯片和第四光电耦合芯片；所述第三光电耦合芯片的信号输入管脚与所述位置第一信号电连接；所述第三光电耦合芯片的信号输出管脚与所述处理器电连接；所述第三光电耦合芯片的第一参考电压输入管脚与所述第一供电信号线电连接；所述第三光电耦合芯片的第二参考电压输入管脚与第三供电信号线电连接；所述第三光电耦合芯片的第三参考电压输入管脚与所述第二接地信号线电连接；所述第四光电耦合芯片的信号输入管脚与所述位置第二信号电连接；所述第四光电耦合芯片的信号输出管脚与所述处理器电连接；所述第四光电耦合芯片的第一参考电压输入管脚与所述第一供电信号线电连接；所述第四光电耦合芯片的第二参考电压输入管脚与第三供电信号线电连接；所述第四光电耦合芯片的第三参考电压输入管脚与所述第二接地信号线电连接。优选地，所述脉冲宽度调制信号包括脉冲宽度调制第一信号和脉冲宽度调制第二信号，所述光电隔离电路包括第五光电耦合芯片和第六光电耦合芯片；所述第五光电耦合芯片的信号输入管脚与所述脉冲宽度调制第一信号电连接；所述第五光电耦合芯片的信号输出管脚与所述驱动电路电连接；所述第五光电耦合芯片的第一参考电压输入管脚与所述第二接地信号线电连接；所述第五光电耦合芯片的第二参考电压输入管脚与第四供电信号线电连接；所述第五光电耦合芯片的第三参考电压输入管脚与所述第一接地信号线电连接；所述第六光电耦合芯片的信号输入管脚与所述脉冲宽度调制第二信号电连接；所述第六光电耦合芯片的信号输出管脚与所述驱动电路电连接；所述第六光电耦合芯片的第一参考电压输入管脚与所述第二接地信号线电连接；所述第六光电耦合芯片的第二参考电压输入管脚与第四供电信号线电连接；所述第六光电耦合芯片的第三参考电压输入管脚与所述第一接地信号线电连接。本专利技术通过将成本较低的直流电机应用于伺服控制系统，抛弃了传统直流电机的半闭环驱动方式，采用控制精度更好的全闭环驱动方式，解决了目前采用伺服电机的伺服系统成本昂贵、功率较低，无法实现在控制成本的前提下增加伺服系统的输出功率问题，实现了在伺服系统中采用直流电机的目的，达到了降低伺服系统成本，增大伺服系统的输出功率，以及对直流电机进行精确可靠的控制的效果。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的直流电机的驱动系统结构示意图；图2是本专利技术实施例二中直流电机的驱动系统的驱动电路图；图3A和图3B是本专利技术实施例二中直流电机的驱动系统的故障信号显示电路图；图4A～图4C是本专利技术实施例三中直流电机的驱动系统的光电隔离电路图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的直流电机的驱动系统结构示意图，本实施例适用于驱动电缸系统，具体包括如下部分：直流电机10；转速检测电路50，通过编码器20与所述直流电机10连接，用于检测所述直流电机10的实际转速，得到所述直流电机10的转速信号；电流检测电路60，与所述直流电机10电连接，用于检测所述直流电机10的实际电流，得到所述直流电机10的电流电信号；位置检测电路40，用于检测所述直流电机10的限位保护部件30的位置，得到位置信号，所述限位保护部件30与所述直流电机10的电机轴机械连接；其中，位置检测电路40中包括限位开关，直流电机10的电机轴机械连接的一丝杆，保护部件30设置在丝杆的一端。直流电机10在运行时，带动丝杆直线运动，保护部件30随着丝杆一起运动。当丝杆导程达到最大距离时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电机的驱动系统，其特征在于，包括：直流电机；转速检测电路，通过编码器与所述直流电机连接，用于检测所述直流电机的实际转速，得到所述直流电机的转速信号；电流检测电路，与所述直流电机电连接，用于检测所述直流电机的实际电流，得到所述直流电机的电流电信号；位置检测电路，用于检测所述直流电机的限位保护部件的位置，得到位置信号，所述限位保护部件与所述直流电机的电机轴机械连接；处理器，分别与所述转速检测电路、电流检测电路和位置检测电路电连接，根据所述直流电机的控制信息、所述转速信号、所述电流电信号和所述位置信号，生成并输出脉冲宽度调制信号；驱动电路，与所述处理器电连接，接收所述处理器输出的所述脉冲宽度调制信号，根据所述脉冲宽度调制信号控制开关器件的通断，以控制所述直流电机的运行状态。

【技术特征摘要】
1.一种直流电机的驱动系统，其特征在于，包括：直流电机；转速检测电路，通过编码器与所述直流电机连接，用于检测所述直流电机的实际转速，得到所述直流电机的转速信号；电流检测电路，与所述直流电机电连接，用于检测所述直流电机的实际电流，得到所述直流电机的电流电信号；位置检测电路，用于检测所述直流电机的限位保护部件的位置，得到位置信号，所述限位保护部件与所述直流电机的电机轴机械连接；处理器，分别与所述转速检测电路、电流检测电路和位置检测电路电连接，根据所述直流电机的控制信息、所述转速信号、所述电流电信号和所述位置信号，生成并输出脉冲宽度调制信号；驱动电路，与所述处理器电连接，接收所述处理器输出的所述脉冲宽度调制信号，根据所述脉冲宽度调制信号控制开关器件的通断，以控制所述直流电机的运行状态。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制信息包括：所述直流电机的设定转速和/或设定转动的角度。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述直流电机的运行状态包括：启动、停止或反转。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驱动电路还包括：电流保护模块，用于当所述电流电信号大于电流设定值时，所述驱动电路控制所述直流电机停止运行，以及向所述处理器输出第一错误信号。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驱动电路还包括：温度保护模块，用于当检测到所述驱动电路的温度高于温度设定值时，所述驱动电路控制所述直流电机停止运行，以及向所述处理器输出第二错误信号。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括光电隔离电路；所述处理器通过所述光电隔离电路与所述转速检测电路、所述位置检测电路和/或所述驱动电路连接。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述转速信号包括转速第一信号和转速第二信号，所述光电隔离电路包括第一光电耦合芯片和第二光电耦合芯片；所述第一光电耦合芯片的信号输入管脚与所述转速第一信号电连接；所述第一光电耦合芯片的信号输出管脚与所述处理器电连接；所述第一光电耦合芯片的第一参考电压输入管脚与第一供电信号线电连接；所述第一光电耦合芯片的第二参考电压输入管脚与第二供电信号线电连接；所述第一光电耦合芯片的第三参考电压输入管脚与第二接地信号线电连接；所述第二光电耦合芯片的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海兵，贺琳，
申请(专利权)人：上海堃捷信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31