本實(shí)用新型涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域，尤其涉及一種雙冗余電機(jī)驅(qū)動(dòng)器以及安裝有上述雙冗余電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的人工輔助心臟控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了保證電機(jī)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，在一些需要電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行的重要領(lǐng)域，通常會(huì)采用雙冗余或者三冗余的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等可靠性措施，例如：醫(yī)療器械和航天設(shè)備領(lǐng)域，就常常會(huì)采用多冗余的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，用以保證電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。
中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102355181A公開了一種雙通道冗余無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括1個(gè)控制電路、2個(gè)功率電路、2個(gè)逆變橋主電路、4個(gè)相電流檢測(cè)電路、2個(gè)過流保護(hù)電路以及2個(gè)繼電器保護(hù)電路。該專利采用的一種雙通道冗余電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，可以通過交換驅(qū)動(dòng)電機(jī)，保證整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可靠性和安全性，但其應(yīng)用于飛行控制系統(tǒng)領(lǐng)域，無法滿足電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用于人工輔助心臟控制系統(tǒng)時(shí)，需要結(jié)構(gòu)緊湊，控制精準(zhǔn)的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提出一種雙冗余電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，采用相電壓過零檢測(cè)換相算法電機(jī)定子線圈進(jìn)行控制，省去了傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中使用的位置傳感器，占用空間小，且控制精準(zhǔn)。
本實(shí)用新型還包括了一種人工輔助心臟控制系統(tǒng)，采用雙冗余設(shè)計(jì)，具有極高的穩(wěn)定性和可靠性。
為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：
本實(shí)用新型提供了一種雙冗余電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括中央處理器，與所述中央處理器電性連接的第一功率驅(qū)動(dòng)電路和第二功率驅(qū)動(dòng)電路，所述第一功率驅(qū)動(dòng)電路和所述第二功率驅(qū)動(dòng)電路并聯(lián)設(shè)置，所述第一功率驅(qū)動(dòng)電路與雙定子電機(jī)的第一定子線圈電性連接，所述第二功率驅(qū)動(dòng)電路與所述雙定子電機(jī)的第二定子線圈電性連接，所述中央處理器采用相電壓過零檢測(cè)換相算法分別通過所述第一功率驅(qū)動(dòng)電路、所述第二功率驅(qū)動(dòng)電路對(duì)所述第一定子線圈、所述第二定子線圈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案：還包括第一電壓檢測(cè)電路和第二電壓檢測(cè)電路，所述第一電壓檢測(cè)電路與所述第一功率驅(qū)動(dòng)電路電性連接，所述第二電壓檢測(cè)電路與所述第二功率驅(qū)動(dòng)電路電性連接，所述第一電壓檢測(cè)電路用于采集所述第一功率驅(qū)動(dòng)電路的第一電壓信號(hào)，并縮小所述第一電壓信號(hào)的幅值，所述第二電壓檢測(cè)電路用于采集所述第二功率驅(qū)動(dòng)電路的第二電壓信號(hào)，并縮小所述第二電壓信號(hào)的幅值。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案：還包括第一信號(hào)調(diào)理電路和第二信號(hào)調(diào)理電路，所述第一信號(hào)調(diào)理電路的一端與所述第一電壓檢測(cè)電路電性連接，其另一端與所述中央處理器電性連接，所述第二信號(hào)調(diào)理電路的一端與所述第二電壓檢測(cè)電路電性連接，其另一端與所述中央處理器電性連接，所述第一信號(hào)調(diào)理電路用于對(duì)所述第一電壓檢測(cè)電路輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，所述第二信號(hào)調(diào)理電路用于對(duì)所述第二電壓檢測(cè)電路輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案：經(jīng)所述第一電壓檢測(cè)電路縮小后的所述第一電壓信號(hào)的幅值范圍配置為-10V～+10V，經(jīng)所述第二電壓檢測(cè)電路縮小后的所述第二電壓信號(hào)的幅值范圍配置為-10V～+10V。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案：所述中央處理器用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，且采用相電壓過零檢測(cè)換相算法對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸送至所述第一功率驅(qū)動(dòng)電路和/或所述第二功率驅(qū)動(dòng)電路。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案：所述第一電壓信號(hào)和/或所述第二電壓信號(hào)配置為三相線電壓信號(hào)。
本實(shí)用新型還提供了一種人工輔助心臟控制系統(tǒng)，其包括一個(gè)或者多個(gè)上述的雙冗余電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
本實(shí)用新型的有益效果為：
本實(shí)用新型提供雙冗余電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中央處理器采用相電壓過零檢測(cè)換相算法通過第一功率驅(qū)動(dòng)電路、第二功率驅(qū)動(dòng)電路分別對(duì)第一定子線圈、第二定子線圈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過相電壓過零檢測(cè)換相算法能夠確定第一定子線圈、第二定子線圈的位置，從而省去了傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中常常使用的位置傳感器，這種方式降低了電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的成本，也由于減少了位置傳感器組件，使得電機(jī)驅(qū)動(dòng)器占用電機(jī)的空間小，結(jié)構(gòu)更為緊湊，同時(shí)相電壓過零檢測(cè)換相算法能保證電機(jī)控制的精準(zhǔn)性。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式提供的雙冗余電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：
1、中央處理器；21、第一功率驅(qū)動(dòng)電路；22、第二功率驅(qū)動(dòng)電路；3、雙定子電機(jī)；31、第一定子線圈；32、第二定子線圈；41、第一電壓檢測(cè)電路；42、第二電壓檢測(cè)電路；51、第一信號(hào)調(diào)理電路；52、第二信號(hào)調(diào)理電路。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
實(shí)施例一
如圖1所示，本實(shí)施例一中提供的一種雙冗余電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括中央處理器1、第一功率驅(qū)動(dòng)電路21、第二功率驅(qū)動(dòng)電路22、第一電壓檢測(cè)電路41、第二電壓檢測(cè)電路42、第一電壓檢測(cè)電路41、第二電壓檢測(cè)電路42、第一信號(hào)調(diào)理電路51以及第二信號(hào)調(diào)理電路52。中央處理器1與第一功率驅(qū)動(dòng)電路21和第二功率驅(qū)動(dòng)電路22電性連接，第一功率驅(qū)動(dòng)電路21和第二功率驅(qū)動(dòng)電路22并聯(lián)設(shè)置，第一功率驅(qū)動(dòng)電路21與雙定子電機(jī)3的第一定子線圈31電性連接，第二功率驅(qū)動(dòng)電路22與雙定子電機(jī)3的第二定子線圈32電性連接。第一電壓檢測(cè)電路41與第一功率驅(qū)動(dòng)電路21電性連接，第二電壓檢測(cè)電路42與第二功率驅(qū)動(dòng)電路22電性連接，第一電壓檢測(cè)電路41用于采集第一功率驅(qū)動(dòng)電路21的第一電壓信號(hào)，第二電壓檢測(cè)電路42用于采集第二功率驅(qū)動(dòng)電路22的第二電壓信號(hào)。中央處理器1采用相電壓過零檢測(cè)換相算法對(duì)檢測(cè)電壓進(jìn)行運(yùn)算后，發(fā)送控制指令至第一功率驅(qū)動(dòng)電路21和第二功率驅(qū)動(dòng)電路22，第一功率驅(qū)動(dòng)電路21和第二功率驅(qū)動(dòng)電路22接收到控制指令后，對(duì)控制指令進(jìn)行放大處理，再發(fā)送控制電壓和/或控制電流至第一定子線圈31和第二定子線圈32，實(shí)現(xiàn)對(duì)雙定子電機(jī)3的驅(qū)動(dòng),第一電壓檢測(cè)電路41、第二電壓檢測(cè)電路42分別檢測(cè)第一功率驅(qū)動(dòng)電路21、第二功率驅(qū)動(dòng)電路22的相電壓信號(hào)，作為反饋輸送至中央處理器1，供中央處理器1進(jìn)行決策。通過相電壓過零檢測(cè)換相算法能夠確定第一定子線圈31、第二定子線圈32的位置，從而省去了傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中常常使用的位置傳感器，使得電機(jī)驅(qū)動(dòng)器占用電機(jī)的空間小，結(jié)構(gòu)更為緊湊。本實(shí)施例中采用的過零檢測(cè)換相算法通過檢測(cè)線電壓過零來判斷換相點(diǎn)，避免了現(xiàn)有技術(shù)中相電壓無法直接獲取的缺點(diǎn)。與工程上常采用的通過端電壓與功率母線電壓的1/2相比來判斷換相點(diǎn)的方法相比，這種判斷換相點(diǎn)的方法不依賴 于母線電壓的值，具有換相準(zhǔn)確、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例方式中，第一電壓信號(hào)和/或第二電壓信號(hào)配置為三相線電壓信號(hào)，第一電壓檢測(cè)電路41還用于縮小第一電壓信號(hào)的幅值，即具有降壓作用，使得檢測(cè)到三相線電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為振幅更小、電壓更低的模擬電壓；同理，第二電壓檢測(cè)電路42也用于縮小第二電壓信號(hào)的幅值。
進(jìn)一步優(yōu)選的，經(jīng)第一電壓檢測(cè)電路41縮小后的所述第一電壓信號(hào)的幅值范圍配置為-10V～+10V；經(jīng)第二電壓檢測(cè)電路42縮小后的所述第二電壓信號(hào)的幅值范圍配置為-10V～+10V，在這個(gè)幅值范圍的電壓信號(hào)能夠十分方便的數(shù)字化，便于中央處理器1對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。
本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例方式中，雙冗余電機(jī)驅(qū)動(dòng)器還包括第一信號(hào)調(diào)理電路51和第二信號(hào)調(diào)理電路52，第一信號(hào)調(diào)理電路51的一端與第一電壓檢測(cè)電路41電性連接，其另一端與中央處理器1電性連接；第二信號(hào)調(diào)理電路52的一端與第二電壓檢測(cè)電路42電性連接，其另一端與中央處理器1電性連接，第一信號(hào)調(diào)理電路51用于對(duì)第一電壓檢測(cè)電路41輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，第二信號(hào)調(diào)理電路52用于對(duì)第二電壓檢測(cè)電路42輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理。經(jīng)過第一信號(hào)調(diào)理電路51或第二信號(hào)調(diào)理電路52濾波處理后的電壓信號(hào)輸送至中央處理器1，中央處理器1內(nèi)部的A/D模塊，對(duì)模擬電壓信號(hào)，進(jìn)行數(shù)字化處理。
實(shí)施例二
實(shí)施例二中提供的一種人工輔助心臟控制系統(tǒng)，包括一個(gè)或者多個(gè)上述的雙冗余電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，一個(gè)或者多個(gè)雙冗余電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與人工輔助心臟控制系統(tǒng)中的一個(gè)或者多個(gè)雙定子電機(jī)3電性連接。
本實(shí)用新型是通過優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫 離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等效替換。本實(shí)用新型不受此處所公開的具體實(shí)施例的限制，其他落入本申請(qǐng)的權(quán)利要求內(nèi)的實(shí)施例都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。