一種多通道無(wú)刷電機(jī)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)電一體化領(lǐng)域，尤其涉及一種多通道無(wú)刷電機(jī)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)刷電機(jī)是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它是由電動(dòng)機(jī)本體，位置檢測(cè)器，逆變器和控制器組成的自同步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)或自控式變頻同步電動(dòng)機(jī)。隨著電力電子技術(shù)和高性能永磁材料的迅速發(fā)展，它的應(yīng)用從最初的軍事工業(yè)，向航空航天、信息、家電、醫(yī)療等領(lǐng)域迅速發(fā)展。無(wú)刷電機(jī)無(wú)需換相器，通過(guò)無(wú)刷電機(jī)的控制器給出的交變電流驅(qū)動(dòng)電樞轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在使用壽命和可靠性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)有刷電機(jī)，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
[0003]無(wú)刷電機(jī)的性能很大程度取決于控制器的性能。因此隨著無(wú)刷電機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)刷電機(jī)控制器也不斷發(fā)展，性能不斷提高。但現(xiàn)有技術(shù)中的無(wú)刷電機(jī)的控制器只能驅(qū)動(dòng)單獨(dú)的無(wú)刷電機(jī)工作，沒有冗余備份功能。另外，控制器的接線方式各不相同，使得結(jié)構(gòu)安裝方式不兼容，組成大型運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)不易整體集成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種多通道無(wú)刷電機(jī)控制器，所述控制器能夠同時(shí)控制多個(gè)無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述控制器具有冗余備份功能，提高了所述控制器的可靠性。
[0005]本發(fā)明提供一種多通道無(wú)刷電機(jī)控制器，包括:盒體、第一繼電器、第二繼電器、主板、第一連接器、第二連接器、控制模塊和至少2個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊；所述第一連接器固定在所述盒體的側(cè)板上，用于連接上位機(jī)、電源及無(wú)刷電機(jī)；所述主板固定在盒體的底板上與所述第一連接器相連，用于監(jiān)測(cè)所述控制模塊和所述至少2個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊的運(yùn)行狀態(tài)，也用于控制所述第一繼電器的切換；所述第一繼電器，用于在所述控制模塊之間切換；所述第二繼電器用于所述驅(qū)動(dòng)模塊的第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路間切換；所述第二連接器，用于連接主板和控制模塊，也用于連接主板和驅(qū)動(dòng)模塊；所述控制模塊，用于接收上位機(jī)的命令，并對(duì)所述上位機(jī)的命令進(jìn)行識(shí)別，也用于向所述至少2個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送驅(qū)動(dòng)指令，還用于向所述主板發(fā)送脈沖信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)模塊，用于接收所述控制模塊的驅(qū)動(dòng)指令，驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)工作。
[0006]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路；
[0007]所述第一驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置有采樣電阻，所述采樣電阻用于采集電流值；所述第二驅(qū)動(dòng)電路與所述第一驅(qū)動(dòng)電路的電路完全一致，所述第二驅(qū)動(dòng)電路用于所述第一驅(qū)動(dòng)電路出現(xiàn)故障時(shí)，所述第二驅(qū)動(dòng)電路開始工作。
[0008]進(jìn)一步的，所述控制模塊包括第一控制模塊和第二控制模塊；所述第一控制模塊和所述第二控制模塊通過(guò)串口通訊，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；所述第二控制模塊，用于當(dāng)所述主板監(jiān)測(cè)到所述第一控制模塊的脈沖信號(hào)異常時(shí)，所述第二控制模塊發(fā)送驅(qū)動(dòng)指令。
[0009]進(jìn)一步的，所述第二連接器為垂直對(duì)插連接器。
[0010]進(jìn)一步的，所述控制器還包括至少四個(gè)散熱安裝插板；所述第一控制模塊和所述第二控制模塊安裝在所述散熱安裝插板上，所述至少2個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊分別安裝在所述散熱安裝插板上，所述至少四個(gè)散熱安裝插板固定在所述盒體的側(cè)板上。
[0011]進(jìn)一步的，所述控制器還包括至少四個(gè)插板鎖緊機(jī)構(gòu)；所述插板鎖緊機(jī)構(gòu)，用于將安裝有所述第一控制模塊、所述第二控制模塊和所述至少2個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊的所述散熱安裝插板固定在所述盒體側(cè)板上。
[0012]進(jìn)一步的，所述盒體采用鋁制材料。
[0013]進(jìn)一步的，所述散熱安裝插板為長(zhǎng)方形板狀結(jié)構(gòu)，所述散熱安裝插板上設(shè)置有固定螺紋孔和第一凸起，所述第一凸起上設(shè)置有通孔。
[0014]進(jìn)一步的，所述插板鎖緊機(jī)構(gòu)包括螺釘、第一凸塊和第二凸塊，所述第一凸塊上設(shè)置有通孔，所述第二凸塊的內(nèi)部設(shè)置有螺紋；當(dāng)所述第一凸塊、所述第一凸起和所述第二凸塊依次疊加后組成一個(gè)四棱柱；所述螺釘通過(guò)所述第一凸塊和所述第一凸起的通孔與第二凸塊內(nèi)部的螺紋配合，將安裝有所述第一控制模塊、所述第二控制模塊和所述至少2個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊的所述插板分別固定在所述盒體側(cè)板上。
[0015]本發(fā)明提供的一種多通道無(wú)刷電機(jī)控制器，通過(guò)設(shè)置盒體、第一繼電器、第二繼電器、主板、第一連接器、第二連接器、控制模塊和至少2個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊等模塊，使得控制器能夠同時(shí)控制多個(gè)無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述控制器也增加了冗余備份功能，提高了所述控制器的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0016]通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯；
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種多通道無(wú)刷電機(jī)控制器的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種多通道無(wú)刷電機(jī)控制器的正面結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種多通道無(wú)刷電機(jī)控制器的框架圖；
[0020]圖4是本發(fā)明實(shí)施例一提供的驅(qū)動(dòng)模塊的電路圖；
[0021]圖5是本發(fā)明實(shí)施例二提供的散熱安裝插板的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖6是本發(fā)明實(shí)施例二提供的插板鎖緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部?jī)?nèi)容。
[0024]實(shí)施例一
[0025]本發(fā)明實(shí)施例一提供一種多通道無(wú)刷電機(jī)控制器。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的多通道無(wú)刷電機(jī)控制器的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種多通道無(wú)刷電機(jī)控制器的正面結(jié)構(gòu)圖；結(jié)合圖1和圖2，所述控制器包括:盒體4、第一繼電器3、第二繼電器7、主板8、第一連接器5、第二連接器9、控制模塊和至少2個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊14 ；
[0026]所述第一連接器5固定在所述盒體4的側(cè)板上，用于連接上位機(jī)、電源及無(wú)刷電機(jī)；上位機(jī)包括主控機(jī)和外部控制面板。
[0027]所述主板8固定在盒體4的底板上與所述第一連接器5相連，用于監(jiān)測(cè)所述控制模塊和所述至少2個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊14的運(yùn)行狀態(tài)，也用于控制所述第一繼電器3的切換；其中，本發(fā)明實(shí)施例一提供的驅(qū)動(dòng)模塊14的數(shù)量為3個(gè)，所述3個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊14同時(shí)驅(qū)動(dòng)3個(gè)無(wú)刷電機(jī)工作。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)置4個(gè)或5個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊14，同時(shí)驅(qū)動(dòng)4個(gè)或5個(gè)無(wú)刷電機(jī)工作。
[0028]所述主板8用于監(jiān)測(cè)控制模塊的運(yùn)行狀態(tài)，如果監(jiān)測(cè)到第一控制模塊10出現(xiàn)故障，則控制第一繼電器3把第一控制模塊10切換到第二控制模塊16，第二控制模塊16開始工作。
[0029]所述第一繼電器3與所述主板8，用于在所述控制模塊之間的切換；所述第一繼電器3為6刀雙置繼電器，其中，有3路用于驅(qū)動(dòng)模塊14主備驅(qū)動(dòng)電路的輸出之間的切換，2路用于485串口通信，I路用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
[0030]所述第二繼電器用于所述驅(qū)動(dòng)模塊的第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路間切換；所述第一驅(qū)動(dòng)電路和所述第二驅(qū)動(dòng)電路分別指所述驅(qū)動(dòng)模塊的主驅(qū)動(dòng)電路和備用驅(qū)動(dòng)電路。
[0031]所述第二連接器9，用于連接主板8和控制模塊，也用于連接主板8和驅(qū)動(dòng)模塊14 ;所述第二連接器9為垂直對(duì)插連接器，所述垂直對(duì)插連接器為軍用產(chǎn)品，用于相互垂直的PCB電路板間的線路連接；使用垂直對(duì)插連接器連接，便于維護(hù)更換，且垂直對(duì)插連接器固定性強(qiáng)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0032]所述控制模塊，用于接收上位機(jī)的命令，并對(duì)所述上位機(jī)的命令進(jìn)行識(shí)別，也用于向所述至少2個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊14發(fā)送驅(qū)動(dòng)指令，也用于向所述主板8發(fā)送脈沖信號(hào)；所述控制模塊用于監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)模塊14的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到驅(qū)動(dòng)模塊14運(yùn)行故障，則控制第二繼電器7切換驅(qū)動(dòng)模塊14的第一驅(qū)動(dòng)電路到第二驅(qū)動(dòng)電路上。如果切換驅(qū)動(dòng)模塊的第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路，無(wú)刷電機(jī)控制器均不能保證系統(tǒng)正常工作，則向上位機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。所述控制模塊包括第一控制模塊10和第二控制模塊16 ;所述第一控制模塊10和所述第二控制模塊16通過(guò)串口通訊，用于實(shí)現(xiàn)通訊數(shù)據(jù)共享；所述第一控制模塊10和所述第二控制模塊16同時(shí)發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令，當(dāng)所述主板8監(jiān)測(cè)到所述第一控制模塊10的脈沖信號(hào)異常時(shí)，切換所述第一繼電器3到第二控制模塊16的線路，所述第二控制模塊16發(fā)送驅(qū)動(dòng)指令可傳遞到所述驅(qū)動(dòng)模塊14，所述第一控制模塊10的指令被屏蔽。
[0033]在此，控制模塊在接收上位機(jī)的命令，并對(duì)所述上位機(jī)的命令進(jìn)行識(shí)別，具體的，上位機(jī)命令包括主控機(jī)命令和外部面板命令，若控制模塊只接收到主控機(jī)命令，則執(zhí)行主控機(jī)命令，若控制模塊同時(shí)接收到主控機(jī)命令和外部面板命令，則優(yōu)先執(zhí)行外部面板命令。需要說(shuō)明的是，所述控制模塊接收上位機(jī)命令的接口完全一致，具體的，外部控制面板和主控機(jī)到控制模塊的通訊接口完全一致。
[0034]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種多通道無(wú)刷電機(jī)控制器的框架圖；如圖3所示，所述控制模塊包括第一控制模塊10和第二控制模塊16，所述第一控制模塊10為主控制模塊，所述第二控制模塊16為備用控制模塊。所述主控制模塊或者備用控制模塊包括控制單片機(jī)和穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓電源為控制單片機(jī)提供穩(wěn)定電壓。主控制模塊和備用控制模塊同時(shí)接收上位機(jī)的命令，兩個(gè)控制模塊之間使用串口進(jìn)行通訊，共享狀態(tài)信息和驅(qū)動(dòng)模塊14的狀態(tài)信息。第一控制模塊10和第二控制模塊16的控制單片機(jī)均向主板8發(fā)送脈沖信號(hào)，當(dāng)主板8監(jiān)測(cè)到當(dāng)值的控制模塊的脈沖信號(hào)異常時(shí)，通過(guò)第一繼電器3切換控制權(quán)，讓備用控制模塊當(dāng)值，出現(xiàn)故障的主控制模塊的輸出線路被切斷。需要說(shuō)明的是，兩個(gè)控制模塊的通訊數(shù)據(jù)是共享的，但是，如果當(dāng)值的主控制模塊接受不到備用控制模塊的通訊數(shù)據(jù)時(shí)，則僅使用主控制模塊接收到的指令，發(fā)出驅(qū)動(dòng)指令。還需說(shuō)明的是，主控機(jī)以及外部面板的命令同時(shí)接入主備控制模塊，這樣無(wú)論哪個(gè)控制模塊為當(dāng)值控制模塊，控制器都能正常接收命令，正常反饋狀態(tài)數(shù)據(jù)，但不當(dāng)值的控制模塊不能發(fā)送數(shù)據(jù)，只能接收數(shù)據(jù)，這樣不會(huì)造成混亂。
[0035]驅(qū)動(dòng)模塊14，用于接收所述控制模塊的驅(qū)動(dòng)指令，驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)工作。所述驅(qū)動(dòng)模塊14包括第二繼電器、第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路；所述第一驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置有采樣電阻，所述采樣電阻用于采集電流值；所述第二驅(qū)動(dòng)電路與所述第一驅(qū)動(dòng)電路的電路