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基于软件切换电机模式的无刷电机驱动设计制造技术

技术编号:44010037 阅读:3 留言:0更新日期:2025-01-15 00:57
本发明专利技术公开了基于软件切换电机模式的无刷电机驱动设计,涉及工业自动化控制领域,无刷电机驱动板和电机部分通过三根导线来进行连接控制电机转动。通过软件编写的特殊设计,巧妙与上位机结合,通过上位机发送控制指令,来改变电机的电流模式,转速模式和位置模式。本发明专利技术的有益效果是:基于磁场定向控制算法和PID算法的控制,通过软件设计灵活实现该无刷驱动电机电流模式、转速模式、位置模式的不同模式,速度切换,使该无刷直流电动机控制系统具有响应速度快、调节能力强、控制精度高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利属于自动化控制领域,尤其涉及基于软件切换电机模式的无刷电机驱动设计


技术介绍

1、目前直流无刷电机应用越来越广泛,如无人机,云台,机械臂,高集成度伺服电机,仿生机器人等,直流有刷电机存在摩擦力大,发热大,效率低等缺点,直流无刷电机通过电子器件代替机械转向,能有效解决上述缺点。且针对目前无刷直流电机驱动器存在尺寸大、控制效果不理想、稳定性差等问题,设计基于软件切换电机模式的无刷电机驱动,使无刷直流电动机控制系统具有响应速度快、调节能力强、控制精度高的特点。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于软件切换电机模式的无刷电机驱动,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

2、为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:基于软件切换电机模式的无刷电机驱动设计,包括无刷电机驱动板、电机部分、软件设计部分和上位机部分。所述无刷电机驱动板包括主控模块,供电模块,半桥模块,电流采样模块,电机驱动模块,温度采集模块,电压采集模块,dcdc电路模块,显示模块,所述dcdc电路模块包括两个dcdc降压电路和一个dcdc升压电路。

3、作为本专利技术进一步的方案,所述主控模块采用gd32f103c8t6为控制器,与现有stm32f1系列芯片相比,gdf1系列主频更高,代码运行的速度会更快。并且其内核电压是1.2v,stm32内核电压是1.8v。gd的内核电压比stm32的内核电压要低,所以gd的芯片在运行的时候运行功耗更低。所述供电模块采用12v-40v供电,电源电压高于12v才可以正常工作。所述电机驱动模块采用fd6288芯片,集成了三个独立的半桥栅极驱动集成电路芯片,可在高达+250v电压下工作,也可防输入噪声干扰。所述dcdc电路模块采用gw5026芯片将40v降为5v电路,采用spx3819m5芯片将5v降为3.3v,采用mt3608芯片将5v升压为12v。

4、作为本专利技术进一步的方案,所述上位机部分通过putty串口与硬件电路进行通信,通过选择正确的串口号,设置波特率为115200来进行正常通信。进入命令终端窗口后点击键盘上的回车键会出现状态正常信息,说明通讯正常,可以进行下一步操作,否则需要检查串口接线和端口号是否正常。接着可点击键盘上的s键将进入配置模式,进入配置模式后终端中将显示出配置参数名称和当前值,可以输入想要修改的配置,并保持相关配置。配置完成后点击键盘上的esc键即可回到主菜单。在主菜单下点击键盘上的m键即可进入motor工作状态,可以实现电机三种模式,电流模式、转速模式、位置模式的切换,在工作状态下点击键盘上的q或者w键来向驱动器发送运动控制指令,电机的实时运动状态也会显示在oled屏幕上。如果想退出motor状态请点击键盘上的esc键即可回到主菜单。在任何工作模式下点击键盘上的esc键回到主菜单,然后点击键盘上的u键即可完成保存。通过软件设计即可发送指令来控制三种模式的切换和运行,从而高效精准控制无刷电机转动。

5、与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:基于基于软件切换电机模式的无刷电机驱动可以实现低转速下控制,解决了无刷电调只能控制电机工作在高转速下,低速下无法控制的问题。并且通过算法运用实现了可以进行电流、速度、位置三个闭环控制,同时高转速下正反转切换非常顺畅。也可以以能量回收的形式进行刹车控制,最后的电机驱动效果噪音也更小。

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【技术保护点】

1.基于软件切换电机模式的无刷电机驱动设计,其特征在于:包括硬件电路部分和软件设计部分。所述硬件电路部分包括无刷电机驱动板、电机部分。所述无刷电机驱动板包括主控模块,供电模块,半桥模块,电流采样模块,电机驱动模块,温度采集模块,电压采集模块,DCDC电路模块,显示模块,所述DCDC电路模块包括两个DCDC降压电路和一个DCDC升压电路。所述电机部分通过转接座将径向磁铁固定在电机旋转轴末端上,所述无刷电机驱动板通过四根铜柱固定到电机壳体上方。所述软件部分包括软件编写设计和上位机部分,通过串口连接发送相关指令控制电机进行电机模式切换。

【技术特征摘要】

1.基于软件切换电机模式的无刷电机驱动设计,其特征在于:包括硬件电路部分和软件设计部分。所述硬件电路部分包括无刷电机驱动板、电机部分。所述无刷电机驱动板包括主控模块,供电模块,半桥模块,电流采样模块,电机驱动模块,温度采集模块,电压采集模块,dcdc电路模块,显示模块...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙影茹莫太平黄启政潘陈华
申请(专利权)人:桂林电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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