一種電機控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電機控制系統(tǒng)，包括：外部電源、外部控制電路、電機控制裝置、變頻電機及同步電機，所述電機控制裝置與所述外部電源、外部控制電路、變頻電機、同步電機分別相連；所述外部電源為所述電機控制裝置、變頻電機及同步電機提供直流電源；所述電機控制裝置包括一單片機，所述單片機接收所述外部控制電路的控制信號，生成變頻電機驅(qū)動信號及同步電機驅(qū)動信號以控制所述變頻電機及同步電機的工作狀態(tài)，還獲取所述變頻電機及同步電機的實時工作狀態(tài)。采用本發(fā)明，變頻電機與同步電機共用一個單片機，外部控制電路與電機控制裝置之間設(shè)有控制信號線及反饋信號線，既可同時控制變頻電機及同步電機的工作狀態(tài)，也可反饋實時工作狀態(tài)。
【專利說明】一種電機控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機控制技術(shù)，尤其涉及一種電機控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，變頻電機在家用電器上的應(yīng)用越來越廣泛，例如風(fēng)扇、冷風(fēng)扇等。由于變頻電機采用的是低壓直流供電，所以同步電機在低壓直流供電的情況下無法直接工作，即需要將直流逆變成交流，同步電機才能工作。由于技術(shù)比較復(fù)雜，無法實現(xiàn)變頻電機和同步電機一體化控制。
[0003]現(xiàn)有的技術(shù)是采用單獨的單片機來對同步電機進行控制，其實現(xiàn)方法是將同步電機控制系統(tǒng)單獨制成控制裝置，由外部電源對其供電、斷電，實現(xiàn)同步電機的工作和停止，而控制裝置內(nèi)部也要有獨立的單片機供電單元，成本高，而且生產(chǎn)工藝復(fù)雜，無法和變頻電機聯(lián)動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種電機控制系統(tǒng)，可通過一單片機實現(xiàn)變頻電機與同步電機的同步控制。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電機控制系統(tǒng)，包括:外部電源、外部控制電路、電機控制裝置、變頻電機及同步電機，所述電機控制裝置與所述外部電源、外部控制電路、變頻電機、同步電機分別相連；所述外部電源為所述電機控制裝置、變頻電機及同步電機提供直流電源；所述電機控制裝置包括一單片機，所述單片機接收所述外部控制電路的控制信號，生成變頻電機驅(qū)動信號及同步電機驅(qū)動信號以控制所述變頻電機及同步電機的工作狀態(tài)，還獲取所述變頻電機及同步電機的實時工作狀態(tài)。
[0006]作為上述方案的改進，所述電機控制裝置還包括:與所述單片機相連，用于根據(jù)所述單片機的變頻電機驅(qū)動信號驅(qū)動變頻電機工作的變頻電機驅(qū)動電路，所述變頻電機驅(qū)動電路包括用于與所述變頻電機相連輸出所述變頻電機驅(qū)動信號以驅(qū)動所述變頻電機的變頻電機驅(qū)動輸出接口 ；與所述單片機相連，用于根據(jù)所述單片機的同步電機驅(qū)動信號驅(qū)動同步電機工作的同步電機驅(qū)動電路，所述同步電機驅(qū)動電路包括用于與所述同步電機相連輸出所述同步電機驅(qū)動信號以驅(qū)動所述同步電機的同步電機驅(qū)動輸出接口。
[0007]作為上述方案的改進，所述電機控制裝置還包括:與所述單片機相連，用于根據(jù)所述單片機的變頻電機驅(qū)動信號對變頻電機進行定位的變頻電機角位移控制電路。
[0008]作為上述方案的改進，所述外部控制電路與電機控制裝置之間設(shè)有一條或多條用于傳輸控制所述變頻電機和/或同步電機的控制信號的控制信號線。
[0009]作為上述方案的改進，所述外部控制電路與電機控制裝置之間設(shè)有一條或多條用于傳輸所述變頻電機及同步電機的實時工作狀態(tài)至外部控制電路反饋信號線。
[0010]作為上述方案的改進，所述電機控制裝置與變頻電機之間設(shè)有用于傳輸所述變頻電機的實時位置狀態(tài)至電機控制裝置的位置反饋信號線。[0011]作為上述方案的改進，所述電機控制裝置包括:電源電路，用于將所述外部電源轉(zhuǎn)換為內(nèi)部電源及電機電源。
[0012]實施本發(fā)明，具有如下有益效果:
同步電機與變頻電機共用一個單片機，單片機根據(jù)所述外部控制電路的變頻電機控制信號控制所述變頻電機的工作狀態(tài)，同時，根據(jù)所述外部控制電路的同步電機控制信號控制同步電機的工作狀態(tài)，可以降低成本，簡化生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)變頻電機與同步電機的同步控制，變頻電機與同步電機的聯(lián)動。
[0013]另外，外部控制電路與電機控制裝置之間通過一條或多條控制信號線進行連接。同時，電機控制裝置帶有一條或多條反饋信號線，既可以反饋變頻電機工作狀態(tài)也可以反饋同步電機工作狀態(tài)，實現(xiàn)了變頻電機和同步電機的控制及工作狀態(tài)反饋。
[0014]電機控制裝置上既有變頻電機驅(qū)動輸出接口又帶有同步電機驅(qū)動輸出接口，電機控制裝置可以裝在變頻電機內(nèi)部也可以裝在變頻電機外部，若將電機控制裝置裝在變頻電機內(nèi)部，既可以驅(qū)動變頻電機又帶有同步電機驅(qū)動輸出接口，實現(xiàn)變頻電機的一體化，適用性強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種電機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中電機控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖1中電機控制裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖3中電源電路的示意圖；
圖5是圖1中單片機的示意圖；
圖6是圖2中變頻電機驅(qū)動電路的示意圖；
圖7是圖2中同步電機驅(qū)動電路的不意圖；
圖8是同步電機驅(qū)動彳目號變換電路的不意圖；
圖9是變頻電機角位移控制電路的意圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
[0017]圖1是本發(fā)明一種電機控制系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:外部電源2、外部控制電路3、電機控制裝置4、變頻電機5及同步電機6。所述電機控制裝置4與所述外部電源2、外部控制電路3、變頻電機5、同步電機6分別相連。
[0018]其中，所述外部電源2為電機控制裝置4、變頻電機5及同步電機6提供直流電源。
[0019]另外，所述電機控制裝置4包括一單片機42，所述單片機42可接收所述外部控制電路3的控制信號，生成變頻電機驅(qū)動信號及同步電機驅(qū)動信號以控制所述變頻電機5及同步電機6的工作狀態(tài)，還可獲取所述變頻電機5及同步電機6的實時工作狀態(tài)。所述控制信號包括變頻電機控制信號及同步電機控制信號。因此，所述變頻電機5及同步電機6均在所述單片機42的驅(qū)動下運行。
[0020]工作時，外部電源2為電機控制裝置4、變頻電機5及同步電機6提供直流或交流電源，使電機控制裝置4處于待機狀態(tài)。外部控制電路3向電機控制裝置4的單片機42發(fā)送變頻電機控制信號及同步電機控制信號。單片機42對變頻電機控制信號進行處理，生成變頻電機驅(qū)動信號以控制變頻電機5的工作狀態(tài)(開啟、關(guān)閉、轉(zhuǎn)速)；同時，單片機42對同步電機控制信號進行處理，生成同步電機驅(qū)動信號以控制同步電機6的工作狀態(tài)(開啟、關(guān)閉、轉(zhuǎn)速)。相應(yīng)地，單片機42獲取變頻電機5及同步電機6的實時工作狀態(tài)。
[0021 ] 更佳地，所述外部控制電路3與電機控制裝置4之間設(shè)有一條或多條控制信號線。所述控制信號線，用于傳輸所述外部控制電路3的變頻電機控制信號及同步電機控制信號。
[0022]需要說明的是，所述外部控制電路3與電機控制裝置4建立通信時，可以用獨立的一條或多條控制信號線傳輸變頻電機控制信號，同時用獨立的一條或多條控制信號線傳輸同步電機控制信號。也可以是一條或多條控制信號線構(gòu)成信號線組，其中，組中的各控制信號線既可以傳輸變頻電機控制信號也可以傳輸同步電機控制信號，提高控制信號線的利用率。
[0023]其中，采用一條控制信號線傳輸變頻電機控制信號或同步電機控制信號時，變頻電機控制信號及同步電機控制信號以電￡信號的形式進行傳輸；采用兩條控制信號線傳輸變頻電機控制信號或同步電機控制信號時，變頻電機控制信號及同步電機控制信號以信號串行碼的形式進行傳輸。因此，所采用的控制信號線越多，控制信號的信息量越大，抗干擾能力越強。
[0024]更佳地，所述外部控制電路3與電機控制裝置4之間設(shè)有一條或多條反饋信號線。所述反饋信號線，用于傳輸所述變頻電機5及同步電機6的實時工作狀態(tài)至外部控制電路3。
[0025]相應(yīng)地，可以用獨立的一條或多條反饋信號線傳輸變頻電機5的實時工作狀態(tài)，同時用獨立的一條或多條反饋信號線傳輸同步電機6的實時工作狀態(tài)。也可以是一條或多條反饋信號線構(gòu)成信號線組，其中，組中的各反饋信號線既可以傳輸變頻電機5的實時工作狀態(tài)也可以傳輸同步電機6的實時工作狀態(tài)，提高控制信號線的利用率。
[0026]工作時，外部控制電路3通過控制信號線向電機控制裝置4的單片機42發(fā)送變頻電機控制信號及同步電機控制信號。單片機42對變頻電機控制信號進行處理，生成變頻電機驅(qū)動信號以控制變頻電機5的工作狀態(tài)(開啟、關(guān)閉、轉(zhuǎn)速)；同時，單片機42對同步電機控制信號進行處理，生成同步電機驅(qū)動信號以控制同步電機6的工作狀態(tài)(開啟、關(guān)閉、轉(zhuǎn)速)。相應(yīng)地，變頻電機5及同步電機6實時將工作狀態(tài)反饋至電機控制裝置4。單片機42獲取變頻電機5及同步電機6的實時工作狀態(tài)后，通過反饋信號線將變頻電機5及同步電機6的實時工作狀態(tài)發(fā)送至外部控制電路3。
[0027]更佳地，所述電機控制裝置4與變頻電機5之間設(shè)有用于傳輸所述變頻電機5的實時位置狀態(tài)至電機控制裝置4的位置反饋信號線。
[0028]變頻電機5工作時，通過獨立的位置反饋信號線實時將自身的位置狀態(tài)發(fā)送至電機控制裝置4，再由電機控制裝置4通過反饋信號線將位置信息轉(zhuǎn)發(fā)至外部控制電路3，使得信息的傳輸速度更快，準(zhǔn)確性更高。
[0029]圖2是圖1中電機控制裝置4的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:
單片機42，所述單片機42可接 收所述外部控制電路3的控制信號，生成變頻電機驅(qū)動信號及同步電機驅(qū)動信號以控制所述變頻電機5及同步電機6的工作狀態(tài)，還可獲取所述變頻電機5及同步電機6的實時工作狀態(tài)。所述控制信號包括變頻電機控制信號及同步電機控制信號。
[0030]與所述單片機42相連，用于根據(jù)所述單片機42的變頻電機驅(qū)動信號驅(qū)動變頻電機5工作的變頻電機驅(qū)動電路43。
[0031]與所述單片機42相連，用于根據(jù)所述單片機42的同步電機驅(qū)動信號驅(qū)動同步電機工作6的同步電機驅(qū)動電路44。
[0032]工作時，外部電源2為電機控制裝置4、變頻電機5及同步電機6提供直流或交流電源，使電機控制裝置4處于待機狀態(tài)。外部控制電路3向電機控制裝置4的單片機42發(fā)送變頻電機控制信號及同步電機控制信號。單片機42對變頻電機控制信號進行處理，生成變頻電機驅(qū)動信號，變頻電機驅(qū)動電路43對變頻電機驅(qū)動信號進行放大后,驅(qū)動變頻電機5工作；同時，單片機42對同步電機控制信號進行處理，生成同步電機驅(qū)動信號，同步電機驅(qū)動電路44對同步電機驅(qū)動信號進行放大后，驅(qū)動同步電機6工作。
[0033]需要說明的是,所述變頻電機驅(qū)動電路43包括用于與所述變頻電機5相連輸出所述變頻電機驅(qū)動信號以驅(qū)動所述變頻電機5的變頻電機驅(qū)動輸出接口。即電機控制裝置4通過變頻電機驅(qū)動輸出接口實現(xiàn)與變頻電機5的連接。
[0034]相應(yīng)地，所述同步電機驅(qū)動電路44包括用于與所述同步電機6相連輸出所述同步電機驅(qū)動信號以驅(qū)動所述同步電機6的同步電機驅(qū)動輸出接口。即電機控制裝置4通過同步電機驅(qū)動輸出接口實現(xiàn)與同步電機6的連接。
[0035]需要說明的是，電機控制裝置4可以裝在變頻電機5內(nèi)部也可以裝在變頻電機5外部。
[0036]優(yōu)選地，所述電機控制裝置4設(shè)于所述變頻電機5內(nèi)部。此時，變頻電機5利用電機控制裝置4既可以驅(qū)動自身旋轉(zhuǎn)，又可以驅(qū)動同步電機6旋轉(zhuǎn)，形成帶有同步電機驅(qū)動接口的變頻電機5。
[0037]更佳地，所述電機控制裝置4還包括:與所述單片機42相連，用于根據(jù)所述單片機42的變頻電機驅(qū)動信號對變頻電機5進行定位的變頻電機角位移控制電路。
[0038]變頻電機角位移控制電路能根據(jù)變頻電機驅(qū)動信號有效地控制變頻電機的角位移量，實現(xiàn)變頻電機的準(zhǔn)確定位。
[0039]圖3是圖1中電機控制裝置4的另一結(jié)構(gòu)示意圖，與圖2不同的是，所述圖3中還包括:
電源電路41，用于將外部電源2轉(zhuǎn)換為內(nèi)部電源及電機電源。
[0040]需要說明的是，電源電路41將外部電源2轉(zhuǎn)換為兩路，其中一路為內(nèi)部電源，用于為單片機42提供電源，另一路為電機電源，用于為變頻電機5及同步電機6提供電源。
[0041]例如，參見圖4，電源電路41將外部電源2輸入的24V直流電轉(zhuǎn)換為兩路，其中一路經(jīng)Vl穩(wěn)壓成12V供變頻電機5及同步電機6使用，另一路將經(jīng)Vl穩(wěn)壓成12V的電壓再經(jīng)V2穩(wěn)壓成5V供單片機42使用。
[0042]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
[0043]實施例:
選用型號為XC836的單片機，變頻電機為三相直流變頻電機，同步電機為交流同步電機。
[0044]需要說明都是，同步電機驅(qū)動電路(參見圖7)需接收兩路同步電機驅(qū)動信號以驅(qū)動同步電機。選用型號為XC836的單片機(參見圖5)時，單片機所產(chǎn)生的同步電機驅(qū)動信號僅為一路，因此需經(jīng)同步電機驅(qū)動信號變換電路(參見圖8)進行變換后，才能形成兩路同步電機驅(qū)動信號，供給同步電機驅(qū)動電路使用。相應(yīng)地，如采用性能更好的單片機(如型號為XC886)則可以直接產(chǎn)生兩路同步電機驅(qū)動信號而無需采用同步電機驅(qū)動信號變換電路。
[0045]結(jié)合圖 圖9，電源電路(參見圖4)將外部電源輸入的24V直流電轉(zhuǎn)換為兩路，其中一路經(jīng)Vl穩(wěn)壓成12V供變頻電機及同步電機使用，另一路將經(jīng)Vl穩(wěn)壓成12V的電壓再經(jīng)V2穩(wěn)壓成5V供電機控制裝置中的單片機使用，此時電機控制裝置處于待機狀態(tài)。外部控制電路通過控制信號線將變頻電機控制信號經(jīng)CNl的VSP輸入到單片機(參見圖5)中，同時，通過控制信號線將同步電機控制信號經(jīng)CNl的TM輸入到單片機中。單片機接收到變頻電機控制信號后，將變頻電機控制信號進行處理，生成變頻電機驅(qū)動信號，變頻電機驅(qū)動信號經(jīng)DUH，DUL, DVH, DVL, DffH, DWL送到變頻電機驅(qū)動電路(參見圖6)，同時，變頻電機驅(qū)動信號經(jīng)P0.0,P0.UP0.2輸送到變頻電機角位移控制電路(參見圖9)實現(xiàn)變頻電機的定位，因此變頻電機驅(qū)動電路及變頻電機角位移控制電路共同控制變頻電機旋轉(zhuǎn)。相應(yīng)地，單片機接收到同步電機控制信號后，將同步電機控制信號進行處理，生成一路同步電機驅(qū)動信號，同步電機驅(qū)動信號經(jīng)P3.0、P3.1、P0.7輸送到同步電機驅(qū)動信號變換電路(參見圖8)，同步電機驅(qū)動信號變換電路將一路的同步電機驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為兩路，再經(jīng)DTMl、DTM2輸送到同步電機驅(qū)動電路(參見圖7)，同步電機驅(qū)動電路驅(qū)動同步電機旋轉(zhuǎn)。
[0046]由上可知，同步電機5與變頻電機6在工作過程中共用一個單片機42，單片機42通過控制信號線接收外部控制電路3發(fā)送的變頻電機控制信號及同步電機控制信號，并根據(jù)所述變頻電機控制信號生成變頻電機驅(qū)動信號，控制所述變頻電機5的工作狀態(tài)；同時，單片機42還根據(jù)同步電機控制信號生成同步電機驅(qū)動信號，控制同步電機6的工作狀態(tài)，可以降低成本，簡化生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)變頻電機5與同步電機6的同步控制，變頻電機5與同步電機6的聯(lián)動。
[0047]另外，外部控制電路3與電機控制裝置4之間通過一條或多條控制信號線進行連接。同時，電機控制裝置4帶有一條或多條反饋信號線，既可以反饋變頻電機5工作狀態(tài)也可以反饋同步電機6工作狀態(tài)，實現(xiàn)了變頻電機5和同步電機6的控制及工作狀態(tài)反饋。
[0048]電機控制裝置4上既有變頻電機驅(qū)動輸出接口又帶有同步電機驅(qū)動輸出接口，電機控制裝置4可以裝在變頻電機5內(nèi)部也可以裝在變頻電機5外部，若將電機控制裝置4裝在變頻電機5內(nèi)部，既可以驅(qū)動變頻電機5又帶有同步電機驅(qū)動輸出接口，實現(xiàn)變頻電機的一體化，適用性強。
[0049]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電機控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:外部電源、外部控制電路、電機控制裝置、變頻電機及同步電機，所述電機控制裝置與所述外部電源、外部控制電路、變頻電機、同步電機分別相連； 所述外部電源為所述電機控制裝置、變頻電機及同步電機提供直流電源； 所述電機控制裝置包括一單片機，所述單片機接收所述外部控制電路的控制信號，生成變頻電機驅(qū)動信號及同步電機驅(qū)動信號以控制所述變頻電機及同步電機的工作狀態(tài)，還獲取所述變頻電機及同步電機的實時工作狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的電機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機控制裝置還包括: 與所述單片機相連，用于根據(jù)所述單片機的變頻電機驅(qū)動信號驅(qū)動變頻電機工作的變頻電機驅(qū)動電路， 所述變頻電機驅(qū)動電路包括用于與所述變頻電機相連輸出所述變頻電機驅(qū)動信號以驅(qū)動所述變頻電機的變頻電機驅(qū)動輸出接口 ； 與所述單片機相連，用于根據(jù)所述單片機的同步電機驅(qū)動信號驅(qū)動同步電機工作的同步電機驅(qū)動電路， 所述同步電機驅(qū)動電路包括用于與所述同步電機相連輸出所述同步電機驅(qū)動信號以驅(qū)動所述同步電機的同步電機驅(qū)動輸出接口。
3.如權(quán)利要求2所述的電機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機控制裝置還包括: 與所述單片機相連，用于根據(jù)所述單片機的變頻電機驅(qū)動信號對變頻電機進行定位的變頻電機角位移控制電路。
4.如權(quán)利要求1所述的電機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述外部控制電路與電機控制裝置之間設(shè)有一條或多條用于傳輸控制所述變頻電機和/或同步電機的控制信號的控制信號線。
5.如權(quán)利要求1所述的電機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述外部控制電路與電機控制裝置之間設(shè)有一條或多條用于傳輸所述變頻電機及同步電機的實時工作狀態(tài)至外部控制電路反饋信號線。
6.如權(quán)利要求1所述的電機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機控制裝置與變頻電機之間設(shè)有用于傳輸所述變頻電機的實時位置狀態(tài)至電機控制裝置的位置反饋信號線。
7.如權(quán)利要求1所述的電機控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機控制裝置包括: 電源電路，用于將所述外部電源轉(zhuǎn)換為內(nèi)部電源及電機電源。
【文檔編號】H02P5/46GK103715949SQ201210441111
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月29日
【發(fā)明者】劉翔高 申請人:劉翔高