专利名称：全数字化水泵用无刷直流电机控制系统的利记博彩app
技术领域：
全数字化水泵用无刷直流电机控制系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种控制系统，具体的说是涉及一种全数字化水泵用的无刷直流电机控制系统。
背景技术：
[0002]目前，已经使用的水泵控制系统存在着以下一些问题[0003]I、水泵类机械设备在国民经济各行各业中占有重要地位，每年因系统运行效率低下造成的电能损失达200亿kWh以上。在当前能源日益紧缺的情况下，推广水泵节能技术不但具有重大的经济效益，而且有着重大的社会效益。目前水泵系统效率较低主要原因有两个一是采用传统的阀门、挡板来控制流量；二是技术改造和大部分新建系统中普遍采用效率较低的异步(感应)电机变频调速系统。提高水泵系统效率一是要研制优质的水力模型、优化设计水泵过流表面等提高水泵自身的性能；二是要采用合理方式根据工况调节流量。[0004]2、水泵用永磁无刷直流电动机的DSP控制系统中目前还存在的主要问题[0005](I)目前无线模块主要采用无线收发模块PTR2000，其核心是nRF401芯片。nRF401 是一个为433. 92MHz ISM频段设计的真正单片UHF无线收发芯片。它采用FSK调制解调技术，最高工作速率可以达到20K，发射功率可以调整，其最大发射功率是+IOdBm,工作电压范围为+2. 7V +5. 25V。但这种方式的传输距离比较短，只有100M左右。[0006](2)驱动芯片为IR2110，其内部的上桥臂驱动器电源是通过自举技术获得的，因此连接到固定电源的二极管的反向耐压必须大于被驱动的MOSFET工作时的电压峰值。 IR2110内部驱动器输出阻抗较低，直接用它驱动MOSFET期间会引起器件的快速开通和关断，可能会造成MOSFET器件漏源极之间的振荡，这样一方面会引起射频干扰，另一方面可能造成过高的瞬时电流，而被击穿，同时，它的驱动能力也比较弱。[0007](3) DSP内编写的是普通驱动算法程序，只能发出较低频率的PWM驱动波形，从而使得转矩脉动较大，电机运行效率偏低，能耗偏大，控制效果不理想。[0008](4)采用一体式电路设计，若要加大负载或者电路板出故障损坏，则必须重新设计整个电路板，大大的增加了设计成本和维护维修的难度。[0009](5)控制模式单一，缺乏灵活性和方使性。发明内容[0010]有鉴于此，本实用新型提供一种全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，提高了水泵的工作效率，避免了不必要的能源损耗，其控制模式更加多元化，操作更加灵活与方便。[0011]为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是[0012]全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，包括电源模块，所述电源模块分别与接口电路板、DSP核心控制板、逆变电路板、无刷直流电动机以及水泵相连接，同时该接口电路板还与PC机、通讯工具以及Internet相连接。[0013]进一步的，上述接口电路板上设置有接口总线，在接口总线上还分别连接有以太网控制模块、GSM通讯模块、串行通讯接口模块、扩展接口、键盘输入装置、红外输入装置以及语音输入装置，同时该接口总线还与DSP核心控制板相连。[0014]作为优选，上述接口电路板上的键盘输入设备为矩阵键盘，红外输入设备采用 38kHz 一体化红外接收头，以太网接口模块采用RTL8019AS芯片，GSM通讯模块采用TC35i-H-* I I心/T O[0015]再进一步的，上述DSP核心控制板包括与接口电路板相连的控制板接口总线，该控制板接口总线上还连接有CPU，该CPU上还分别连接有显示模块、两个8MSARAM、20MHz晶振、JTAG接口、AD接口和PWM信号输出接口，且DSP核心控制板还分别通过AD接口和PWM 信号输出接口与逆变电路板相连。[0016]作为优选，所述DSP核心控制板上的CUP为TMS320F2812芯片，显示模块采用彩屏显示器。[0017]更进一步的，上述逆变电路板上设有依次相连的光耦合电路、功率管驱动集成电路、桥式逆变电路以及无刷直流电动机接口电路，该光耦合电路还与PWM信号输出接口相连，另外在逆变电路板上还单独设置了与AD接口相连接的三相端电压与母线电流检测电路，且无刷直流电动机接口电路以及三相端电压与母线电流检测电路还同时与无刷直流电动机相连，同时无刷直流电动机还与水泵相连。[0018]另外，所述接口电路板、DSP核心控制板和逆变电路板上分别设有电源接口，并通过电源接口分别与电源模块相连。[0019]与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果[0020](I)本实用新型DSP核心控制板以芯片TMS320F2812作为数据处理核心，该芯片是定点三十二位的通用数字信号处理芯片，其指令周期为6. 67ns，它将一个高性能的DSP核、 大容量的片上存储器和专用的电动机控制外设电路以及其他功能的外设电路集成在单芯片上，从而使得整个水泵控制所需的各种功能都可由DSP控制器来实现，且大大的减小了系统的体积；[0021](2)本实用新型的接口电路板上设有串行通讯接口模块，且将该模块跟PC机相连，从而可以通过编写上位机界面实时监控数据传送情况，可以存储数据，分析结果，并可以绘出相关参数的实时变化曲线图，达到远程监控的目的；[0022](3)本实用新型的键盘输入装置采用常规的矩阵键盘，操作更容易简单，使用起来更大众化，从而更方便使用；[0023](4)本实用新型的红外输入装置采用38kHz —体化红外接收头，它集接收、放大、 解调于一体，直接输出的是数字信号，而红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备，由于其无法穿透墙壁，故处在不同地点的控制系统可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰，从而使其能够更好的避免外界的干扰，并且电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作，编解码容易，可进行多路遥控；[0024](5)本实用新型的GSM模块采用以TC35i为主芯片的电路，而TC35i短信模块体积小、重量轻，功耗低，并且支持数据、语音和短消息，使其能够更好的接受和发送数据；[0025](6)本使用新型设有多种输入设备，使其控制方式更加的灵活和方便。
[0026]图I为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
[0027]本实用新型的核心思路是，精简系统结构，减小其制造的难度以及占地的面积，同时更易于对该设备进行日常维护与检查修理。[0028]为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。[0029]实施例I[0030]如图I所示，全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，包括电源模块，所述电源模块分别与接口电路板、DSP核心控制板、逆变电路板、无刷直流电动机以及水泵相连接，同时该接口电路板还与PC机、通讯工具以及Internet相连接。[0031]上述接口电路板上设置有接口总线，在接口总线上还分别连接有以太网控制模块、GSM通讯模块、串行通讯接口模块、扩展接口、键盘输入装置、红外输入装置以及语音输入装置，同时该接口总线还与DSP核心控制板相连。[0032]作为优选，上述接口电路板上的键盘输入设备为矩阵键盘，红外输入设备采用 38kHz 一体化红外接收头，以太网接口模块采用RTL8019AS芯片，GSM通讯模块采用TC35i-H-* I I心/T O[0033]为了实现DSP数据处理板的串行通讯接口模块与上位计算机的串口相互进行通信，从而实现对无刷直流电机驱动系统进行控制，于是就需要把TTL电平转换为UART电平， 为此在实用新型中使用了 MAX232硬件电路来实现这一电平转换功能，PC串口的TD管脚即数据发送管脚，经过MAX232之后，电平由-IOV +IOV转换到(T+5V连接到DSP串口的数据接受管脚；同理DSP串口的数据发送管脚经过MAX232完成电平转换接到PC串口的RD管脚即数据接受管脚上。可以通过编写上位机界面实时监控数据传送情况，可以存储数据，分析结果，并可以绘出相关参数的实时变化曲线图，达到远程监控的目的。[0034]以太网接口模块采用RTL8019AS芯片，该芯片的正常工作电压范围较宽，为简化设计，RTL8019AS芯片的电源电压Vcc接3. 3V，且它和DSP TMS320F2812的信号线可以直接相连。采用I/O操作模式，引脚AUI选用BNC接口方式，这种方式支持8芯双绞线或同轴电缆。引脚JP为高电平跳线方式，这时芯片的I/O地址由引脚IOSl I0S3决定，使IOSl I0S3悬空，表示使用的I/O 口地址为0x300。引脚I0CS16B接上拉电阻选择163位数据总线。引脚PLl和PLO用来选择自侦测模式。[0035]上述DSP核心控制板包括与接口电路板相连的控制板接口总线，该控制板接口总线上还连接有CPU，该CPU上还分别连接有显示模块、两个8MSARAM、20MHz晶振、JTAG接口、 AD接口和PWM信号输出接口，且DSP核心控制板还分别通过AD接口和PWM信号输出接口与逆变电路板相连。[0036]GSM通讯模块采用以TC35i为主芯片的电路，TC35i是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。TC35i短信模块体积小、重量轻，功耗低，支持数据、语音和短消息，而本设计主要用它的短消息功能。[0037]作为优选，DSP核心控制板上的CUP为TMS320F2812芯片，显示模块采用彩屏显示器。[0038]上述逆变电路板上设有依次相连的光耦合电路、功率管驱动集成电路、桥式逆变电路以及无刷直流电动机接口电路，该光耦合电路还与PWM信号输出接口相连，另外在逆变电路板上还单独设置了与AD接口相连接的三相端电压与母线电流检测电路，且无刷直流电动机接口电路以及三相端电压与母线电流检测电路还同时与无刷直流电动机相连，同时无刷直流电动机还与水泵相连。[0039]逆变电路模块由于逆变电路采用的是由6只MOSFET功率场效应管Qf Q6上下搭接而成的桥式全控电路，所以为了设计的方便和可靠，此处采用了美国国际整流公司生产的高性能集成六输出高压MOS栅极驱动器IR2136来设计了该驱动电路。[0040]所述接口电路板、DSP核心控制板和逆变电路板上分别设有电源接口，并通过电源接口分别与电源模块相连。[0041]以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，包括电源模块，其特征在于，所述电源模块分别与接ロ电路板、DSP核心控制板、逆变电路板、无刷直流电动机以及水泵相连接，同时该接ロ电路板还与PC机、通讯工具以及Internet相连接。
2.根据权利要求I所述的全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，其特征在于，所述接ロ电路板上设置有接ロ总线，在接ロ总线上还分别连接有以太网控制模块、GSM通讯模块、串行通讯接ロ模块、扩展接ロ、键盘输入装置、红外输入装置以及语音输入装置，同时该接ロ总线还与DSP核心控制板相连。
3.根据权利要求2所述的全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，其特征在于，所述DSP核心控制板包括与接ロ电路板相连的控制板接ロ总线，该控制板接ロ总线上还连接有CPU,该CPU上还分别连接有显示模块、两个8MSARAM、20MHz晶振、JTAG接ロ、AD接口和PWM信号输出接ロ，且DSP核心控制板还分别通过AD接口和PWM信号输出接ロ与逆变电路板相连。
4.根据权利要求3所述的全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，其特征在于，所述逆变电路板上设有依次相连的光耦合电路、功率管驱动集成电路、桥式逆变电路以及无刷直流电动机接ロ电路，该光耦合电路还与PWM信号输出接ロ相连，另外在逆变电路板上还单独设置了与AD接ロ相连接的三相端电压与母线电流检测电路，且无刷直流电动机接ロ电路以及三相端电压与母线电流检测电路还同时与无刷直流电动机相连。
5.根据权利要求6所述的全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，其特征在于，所述无刷直流电动机还与水泵相连。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，其特征在于，所述接ロ电路板、DSP核心控制板和逆变电路板上分別设有电源接ロ，并通过电源接ロ分别与电源模块相连。
7.根据权利要求6所述的全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，其特征在于，所述DSP核心控制板上的CUP为TMS320F2812芯片，显示模块采用彩屏显示器。
8.根据权利要求7所述的全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，其特征在于，所述接ロ电路板上的键盘输入设备为矩阵键盘，红外输入设备采用38kHz —体化红外接收头，以太网接ロ模块采用RTL8019AS芯片，GSM通讯模块采用TC35i芯片。
专利摘要本实用新型公开了全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，包括电源模块，所述电源模块分别与接口电路板、DSP核心控制板、逆变电路板、无刷直流电动机以及水泵相连接，同时该接口电路板还与PC机、通讯工具以及Internet相连接，所述接口电路板、DSP核心控制板和逆变电路板上分别设有电源接口，并通过电源接口分别与电源模块相连。本实用新型提供一种全数字化水泵用无刷直流电机控制系统，提高了水泵的工作效率，避免了不必要的能源损耗，其控制模式更加多元化，操作更加灵活与方便。
文档编号H02P6/00GK202818195SQ201220452178
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者龙驹 申请人:西华大学