专利名称：一种直流有刷电机控制装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种直流有刷电机控制装置。
背景技术：
由于工业化的发展，各行业对电机功率追求越来越大的同时，对电机控制装置的 体积要求却越来越小，很多情况下，由于使用环境的限制，不得不降低对功率的要求，以至 于难以满足设计生产的需要。目前工业环境中使用电机控制装置主要是依靠IGBT与外围 电路设计的功率放大器，由于自身电路复杂的限制，很难做到小型化与大功率并存。而且此 类装置技术落后，维护不变，发热量大。
实用新型内容本实用新型其目的就在于提供一种直流有刷电机控制装置，提供一种高功率密 度、小体积，可对电机进行高精度控制的的直流有刷电机控制装置，具有体积小、功率大，可 交/直流输入，单电源供电以及散热性好的特点。实现上述目的而采取的技术方案，包括电箱、散热部件与伺服电路板，所述的伺服 电路板包括与直流有刷电机绕组相连的功率驱动电路，还包括速度环调速电路、电流环调 节电路、整流电路、电源转换模块、电流反馈电路以及速度反馈电路，所述的速度环调速电 路的输入接速度反馈电路的输出与设定输入，所述的电流环调节电路的输入接速度环调节 电路的输出与电流反馈电路的输出，所述的功率驱动电路的输入接电流环调节电路的输 出，所述的电源转换电路的输入接整流电路的输出，同时整流电路的输出接功率驱动电路 的动力电输入端。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于1.高功率密度，功率驱动电路采用 高集成度、大功率的PWM功率放大器作为主功率器件，在实现伺服系统的小型化设计的同 时具备大功率输出；2.单电源输入，功率驱动电路与电源转换电路采用同一电源供电，使用 更加方便；3.输入范围宽18VAC 45VAC或MVDC 60VDC，电源转换电路采用宽输入范 围的DC-DC电源模块，保证本款电机控制器可满足MVDC 60VDC直流有刷电机的驱动；4 .独特的散热方式，保证装置在密闭狭小空间中工作的可靠性。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1是本实用新型外形与内部结构示意图。图2是本实用新型与直流有刷电机相连的一种电路结构框图。图3是本实用新型功率驱动电路原理图。图4是本实用新型电流反馈电路原理图。图5是本实用新型整流电路与电源转换电路原理图。图1中高功率密度、紧凑型直流有刷电机控制装置由顶盖1、安装底板2、左侧面板3、散热板4、散热片5、电源散热块6、左侧面板7、伺服电路板8和导热橡胶9、10组成。图2中伺服电路板8由与电机绕组8-8连接的功率驱动电路8-3，以及速度环调 速电路8-1、电流环调节电路8-2、整流电路8-4、电源转换模块8-5、电流反馈电路8_6和速 度环反馈电路8-7组成。
具体实施方式
包括电箱、散热部件与伺服电路板8，如图2所示，所述的伺服电路板8包括与直流 有刷电机绕组8-8相连的功率驱动电路8-3，还包括速度环调速电路8-1、电流环调节电路 8-2、整流电路8-4、电源转换电路8-5、电流反馈电路8-6以及速度反馈电路8_7，所述的速 度环调速电路8-1的输入接速度环反馈电路8-7的输出与设定输入，所述的电流环调节电 路8-2的输入接速度环调节电路8-1的输出与电流反馈电路8-2的输出，所述的功率驱动 电路8-3的输入接电流环调节电路8-2的输出，所述的电源转换电路8-5的输入接整流电 路8-4的输出，同时整流电路8-4的输出接功率驱动电路8-3的动力电输入端。所述的电箱包括散热板4，如图1所示，散热板4安装在底板2上，散热片5直接安 装在功率器件上，所述的散热板4与散热片5通过导热橡胶紧密相连，所述的电源散热模块 6通过导热橡胶与DC-DC模块紧密连接。所述的功率驱动电路8-3选用集成PWM功率放大器Al，如图3所示，整流电路8-4 的正极输出接功率放大器Al的30、31、32、33、34、44、45、46、47、48脚，瞬态抑制器V5正端 与整流电路8-4正极输出相连，负端接地，功率放大器Al的35、36、37、38、39脚接电机绕组 8-8的电机输入正极，电机输入正极与地之间接有二极管V4，功率放大器Al的49、50、51、 52、53脚接电机绕组8-8的电机输入负极，电机输入负极之间接有二极管V2，功率放大器Al 的22脚与21,24脚之间接有电阻R4，功率放大器Al的1脚与20脚之间接有电阻R7、R8， 使能控制信号通过电阻R2、R3与功率放大器Al的10脚连接。所述的电源转换模块8-5选用宽范围输入的DC-DC模块A2，如图5所示，DC-DC模 块A2的输入范围为36VDC 140VDC，DC-DC模块A2的1脚接整流电路8_4整流桥ABl的 0脚，DC-DC模块A2的2脚接整流桥ABl的3脚。所述的整流电路8-4选用整流桥AB1，如图5所示，既可输入交流电也可以输入直 流电，整流电路8-4同时为功率驱动电路8-3与电源转换模块8-5供电，实现了单电源输 入，整流桥ABl的0脚分别与DC-DC模块A2的1脚，功率放大器Al的30、31、32、33、34、44、 45、46、47、48脚连接所述的电流反馈电路8_6采用仪表放大器附与无感功率电阻R9、RlO， 如图4所示，电流反馈电路8-6输入由A、B两路组成，A路输入端与功率驱动电路8-3的功 率放大器Al的40、41、42、43脚连接，功率放大器Al的40、41、42、43脚与地之间接有取样电 阻R9，输出端与仪表放大器m的2脚相连，B路输入端与功率驱动电路8-3的功率放大器 Al的54、55、56、57脚连接，功率放大器Al的54、55、56、57脚与地之间接有取样电阻R10， 输出端与仪表放大器W的3脚相连。本装置高功率密度、紧凑型直流有刷电机控制装置包括电箱、散热部件和伺服电 路板8，散热部件主要由散热板4、散热片5、电源散热块6与导热橡胶9、10组成，实现功率 器件与电源模块热量的传导与发散。伺服电路板8包括与直流电机绕组相连的功率驱动电 路8-3，还包括速度环调速电路8-1、电流环调节电路8-2、整流电路8-4、电源转换模块8_5、电流反馈电路8-6以及速度反馈电路8-7。所述的速度环调速电路8-1的输入接速度环反馈 电路8-7的输出与设定输入；所述的电流环调节电路8-2的输入接速度环调节电路8-1的 输出与电流反馈电路8-6的输出；所述的功率驱动电路8-3的输入接电流环调节电路8-2 的输出；所述的电源转换模块8-5的输入接整流电路8-4的输出，同时整流电路8-4的输出 接功率驱动电路8-3的动力电输入端。作为优选，所述的功率驱动电路8-3选用PWM功率放大器Al实现，整流电路8_4的 正极输出端接功率放大器Al的30、31、32、33、34、44、45、46、47、48脚，瞬态抑制器V5正端 与整流电路8-4正极输出相连，负端接地；功率放大器Al的35、36、37、38、39脚接电机绕组 8-8的电机输入正极，电机输入正极与地之间接有二极管V4 ；功率放大器Al的49、50、51、 52,53脚接电机绕组8-8的电机输入负极，电机输入负极之间接有二极管V2 ；功率放大器 Al的22脚与21J4脚之间接有电阻R4 ；功率放大器Al的1脚与20脚之间接有电阻R7、 R8 ；使能控制信号通过电阻R2、R3与A3的10脚连接。作为优选，所述的电流反馈电路8-6采用仪表放大器m实现，电流反馈电路8-6 输入由A、B两路组成，A路输入端与功率驱动电路PWM功率放大器Al的40、41、42、43连接， 功率放大器Al的40、41、42、43与地之间接有取样电阻R9，输出端与仪表放大器附的2脚 相连；B路输入端与功率驱动电路8-3的功率放大器Al的M、55、56、57连接，功率放大器 Al的M、55、56、57与地之间接有取样电阻R10，输出端与仪表放大器附的3脚相连。作为优选，所述的电流反馈电路8-6采样电阻采用两个MP916系列高精度无感电 阻R9、RlO实现，无感电阻R9的一脚接功率驱动电路8-3功率放大器Al的40、41、42、43， 另一脚接地；无感电阻RlO的一脚接功率驱动电路8-3功率放大器Al的M、55、56、57，另 一脚接地，该方法实现方便，精度高，性能稳定。作为优选，所述的电源转换模块8-5采用宽范围输入DC-DC模块A2实现，DC-DC模 块A2的1脚接整流电路8-4整流桥ABl的0脚，A2的2脚接整流桥ABl的3脚。作为优选，整流电路8-4选用整流桥ABl实现，既可输入交流电也可以输入直流 电，整流电路8-4同时为功率驱动电路8-3与电源转换模块8-5供电，实现了单电源输入， 整流桥ABl的0脚分别与DC-DC模块A2的1脚，功率放大器Al的30、31、32、33、34、44、45、 46、47、48脚连接。下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 本直流有刷电机控制装置如图1所示，包括顶盖1、安装底板2、左侧面 板3、散热板4、散热片5、电源散热块6、左侧面板7和伺服电路板8，电箱由顶盖1、安装底 板2、左侧面板3和左侧面板7组成，散热板4、散热片5、电源散热块6为装置的散热部件， 散热板4安装在底板2上，散热片5直接安装在功率器件Al的背面，散热板4与散热片5 通过导热橡胶10紧密相连，功率器件产生的热量在传导作用下散发，电源散热电路6通过 导热橡胶9与DC-DC模块A2背面紧密连接，以传导的方式散发热量。实施例2 本直流有刷电机控制装置伺服电路板8结构框图如图2所示，包括与直 流电机绕组8-8相连的功率驱动电路8-3，速度环调速电路8-1、电流环调节电路8-2、整流 电路8-4、电源转换模块8-5、电流反馈电路8-6以及速度反馈电路8-7。速度环调速电路 8-1的输入接速度环反馈电路8-7的输出与设定输入；电流环调节电路8-2的输入接速度 环调节电路8-1的输出与电流反馈电路8-6的输出；功率驱动电路8-3的输入接电流环调
5节电路8-3的输出；电源转换模块8-5的输入接整流电路8-4的输出，同时整流电路8-4的 输出接功率驱动电路8-3的动力电输入端。设定输入信号经过速度环8-1，电流环8-2调节 之后，再输入功率驱动电路8-3的控制信号输入端，调节输入电流、电压，完成对电机的驱动。实施例3 本直流有刷电机控制装置伺服电路板8中功率驱动电路8-3采用集成 功率放大器Al实现，功率放大器Al采用了 MSAM0KC，功率放大器Al的49、50、51、52、53脚 接电机负端，功率放大器Al的35、36、37、38、39接电机正端，功率放大器Al的M、55、56、57 脚接RlO和电流反馈电路8-6中仪表放大器附的3脚，功率放大器Al的40、41、42、43脚 接R9和电流反馈电路8-6中仪表放大器附的2脚，功率放大器Al的21J4脚通过R4与 功率放大器Al的22脚连接，功率放大器Al的1脚通过R7、R8与功率放大器Al的20脚连 接，如图3所示。实施例4 本直流有刷电机控制装置伺服电路板8中电流反馈电路8-6采用仪表 放大器m实现，仪表放大器m采用INA117，仪表放大器m的2脚与功率放大器Al的IsenseA 相连，仪表放大器m的2脚与功率放大器Al的IsenseB相连，仪表放大器m的6脚通过电 阻R22、R23与仪表放大器N2的2脚连接，仪表放大器N2的6脚通过电阻R31与电流环调 节电路8-2中N3的2脚连接，如图4所示。实施例5 本直流有刷电机控制装置伺服电路板8中整流电路8-4采用ABl实现， 电源转换模块8-5采用DC-DC模块A2实现，如图5所示，整流桥ABl的1、2脚接外部电源 输入，整流桥ABl的0脚分别与DC-DC模块A2的1脚和功率放大器Al的30、31、32、33、34、 44、45、46、47、48脚连接。整流桥ABl的0脚与3脚之间并联有铝电解电容Cl、C2。工作过程外部电源输入经过整流电路实现交流变直流，为功率驱动系统提供动 力电输入，同时为电源转换电路提供控制电输入。输出电流通过采样电阻R9、R10产生一组 电压信号，经仪表放大器m运算后得到系统电流反馈信号，经过N2运放后与电流环输入信 号综合，实现电流环的闭环控制。设定输入信号经过速度环、电流环双闭环运算放大后，转 换成功率驱动电路的驱动信号。驱动信号输入到集成功放，驱动直流有刷电机的运转。系统 动力电输入端设置有瞬态抑制器，作为系统的一种保护，一旦输入电压高于瞬态抑制器的 阈值时，瞬态抑制器会被击穿，关断系统动力电输入，使电机断电，完成输入电压过高保护。
权利要求1.一种直流有刷电机控制装置，包括电箱、散热部件与伺服电路板，其特征在于，所述 的伺服电路板(8)包括与直流有刷电机绕组相连的功率驱动电路(8-3)，还包括速度环调 速电路(8-1)、电流环调节电路(8-2)、整流电路(8-4)、电源转换模块(8-5)、电流反馈电 路(8-6)以及速度反馈电路(8-7)，所述的速度环调速电路(8-1)的输入接速度反馈电路 (8-7 )的输出与设定输入，所述的电流环调节电路(8-2 )的输入接速度环调节电路(8-1)的 输出与电流反馈电路(8-6)的输出，所述的功率驱动电路(8-3)的输入接电流环调节电路 (8-2)的输出，所述的电源转换模块(8-5)的输入接整流电路(8-4)的输出，同时整流电路 (8-4)的输出接功率驱动电路(8-3)的动力电输入端。
2.根据权利要求1所述的一种直流有刷电机控制装置，其特征在于，所述的电箱包括 散热板(4)，散热板(4)安装在底板(2)上，散热片(5)直接安装在功率器件上，所述的散热 板(4)与散热片(5)通过导热橡胶(10)紧密相连，所述的电源散热模块(6)通过导热橡胶 (9)与DC-DC模块紧密连接。
3.根据权利要求1所述的一种直流有刷电机控制装置，其特征在于，所述的功率驱动 电路(8-3)选用集成PWM功率放大器Al，整流电路(8-4)的正极输出接功率放大器Al的 30、31、32、33、34、44、45、46、47、48脚，瞬态抑制器V5正端与整流电路(8_4)正极输出相连， 负端接地，功率放大器Al的35、36、37、38、39脚接电机绕组(8_8)的电机输入正极，电机输 入正极与地之间接有二极管V4，功率放大器Al的49、50、51、52、53脚接电机绕组的电机输 入负极，电机输入负极之间接有二极管V2，功率放大器Al的22脚与21、对脚之间接有电阻 R4，功率放大器Al的1脚与20脚之间接有电阻R7、R8，使能控制信号通过电阻R2、R3与功 率放大器Al的10脚连接。
4.根据权利要求1所述的一种直流有刷电机控制装置，其特征在于，所述的电源转换 模块(8-5)选用宽范围输入的DC-DC模块A2，DC-DC模块A2的输入范围为36VDC 140VDC， DC-DC模块A2的1脚接整流电路(8-4)整流桥ABl的0脚，DC-DC模块A2的2脚接整流桥 ABl的3脚。
5.根据权利要求1所述的一种直流有刷电机控制装置，其特征在于，所述的整流电路 (8-4)选用整流桥ABl，既可输入交流电也可以输入直流电，整流电路(8-4)同时为功率驱 动电路与电源转换模块供电，实现了单电源输入，整流桥ABl的0脚分别与DC-DC模块A2 的 1 脚，功率放大器 Al 的 30、31、32、33、34、44、45、46、47、48 脚连接。
6.根据权利要求1所述的一种直流有刷电机控制装置，其特征在于，所述的电流反馈 电路(8-6 )采用仪表放大器m与无感功率电阻R9、RlO，电流反馈电路(8-6)输入由A、B两 路组成，A路输入端与功率驱动电路(8-3)的功率放大器Al的40、41、42、43脚连接，功率 放大器Al的40、41、42、43脚与地之间接有取样电阻R9，输出端与仪表放大器附的2脚相 连，B路输入端与功率驱动电路的功率放大器Al的M、55、56、57脚连接，功率放大器Al的 54、55、56、57脚与地之间接有取样电阻R10，输出端与仪表放大器附的3脚相连。
专利摘要本实用新型涉及一种直流有刷电机控制装置，包括电箱、散热部件与伺服电路板，所述的伺服电路板包括与直流有刷电机绕组相连的功率驱动电路，还包括速度环调速电路、电流环调节电路、整流电路、电源转换模块、电流反馈电路以及速度反馈电路，所述的速度环调速电路的输入接速度反馈电路的输出与设定输入，所述的电流环调节电路的输入接速度环调节电路的输出与电流反馈电路的输出，所述的功率驱动电路的输入接电流环调节电路的输出，所述的电源转换电路的输入接整流电路的输出，同时整流电路的输出接功率驱动电路的动力电输入端。从而解决了狭小空间环境无法满足大功率电机控制装置安装使用的问题。具有体积小、功率大，可交/直流输入，单电源供电以及散热性好的特点，特别有利于狭小空间对伺服系统的需求。
文档编号H02P7/292GK201910762SQ20102064712
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者吴国亮, 孙斌, 李均田, 李大琦 申请人:九江精密测试技术研究所