一种直流无刷电机双驱矢量控制器的制作方法

本实用新型涉及一种直流无刷电机双驱矢量控制器，用于驱动电动车电机，属于电动车领域。

背景技术：

目前市场主流无刷电机驱动器只能做到单电机驱动，若在需要双电机驱动场合，则需要用两块电机驱动器并建立通信连接。这样不仅增加工作量，增大设备体积，而且降低了双无刷直流电机驱动的稳定性。此外，虽然现有技术中也有一种控制器能满足双电机矢量控制要求，此类控制器是把两套直流无刷电机集成到一块PCB中，即在一片PCB 中使用两块单片机，每块单片机单独控制一个直流无刷电机，两块单片机通过通信以达到同步控制目的。但此类控制器存在控制器体积较大，成本及故障率较高等问题。

技术实现要素：

目的：本实用新型提供一种直流无刷电机双驱矢量控制器，采用一颗单片机，同步矢量控制两部直流无刷电机，实现两部直流无刷电机协同工作，应用于四轮电动滑板车，两轮平衡车等。

技术方案：为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种直流无刷电机双驱矢量控制器，包括电源模块、单片机、信号收发模块、第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第一电机数据采集电路和第二电机数据采集电路，其中，电源通过电源模块分别与单片机和各电路连接，为其供电，所述单片机通过PWM模块分别控制第一电机驱动电路和第二电机驱动电路，第一电机驱动电路和第二电机驱动电路通过开关功率管分别控制第一直流无刷电机和第二直流无刷电机，所述第一直流无刷电机和第二直流无刷电机分别通过第一电机数据采集电路和第二电机数据采集电路将各电机的相电流和转子位置信息反馈至单片机，所述信号收发模块采用无线通信与单片机实现通信，控制信号通过信号收发模块传输至单片机。

优选地，所述电源为铅酸电池或锂电池，且电源电压范围为24V～ 60V。

优选地，所述第一电机数据采集电路包括电流采集电路和转子位置采集电路，所述电流采集电路包括母线电流采集电路和电机三相电流采集电路，且所述母线电流采集电路和电机三相电流采集电路的电流输入端分别与母线和第一电机三相连接，母线电流采集电路和电机三相电流采集电路的电流输出端分别与单片机的AD端口连接，所述转子位置采集电路输入端连接直流无刷电机中的转子位置传感器，转子位置采集电路输出端连接单片机的IO口。

优选地，所述第一电机数据采集电路还包括第一电机过流保护电路，第一电机过流保护电路输入端连接第一电机母线上的采样电阻，输出端连接单片机的外部中断端口。

优选地，所述第二电机数据采集电路结构与第一电机数据采集电路结构相同。

优选地，所述信号收发模块采用2.4G无线信号传输。

有益效果：本实用新型提供一种直流无刷电机双驱矢量控制器，适用于双直流无刷电机应用场合，具有占用体积小，安装调试使用方便，性能及安全性更高等优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构框图；

图2为电源模块电路；

图3为信号收发模块的电路图；

图4为母线电流采样电路

图5为A相电流采样电路；

图6为B相电流采样电路；

图7为C相电流采样电路；

图8为电源模块过压保护电路；

图9为转子位置采集电路；

图10为第一电机过流保护电路；

图11为第一电机驱动电路中的全桥驱动电路。

图12为第一电机驱动电路的MOS驱动电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1～11所示，一种直流无刷电机双驱矢量控制器，包括电源模块、单片机、信号收发模块、第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第一电机数据采集电路和第二电机数据采集电路，其中，电源通过电源模块分别与单片机和各电路连接，为其供电，所述单片机通过PWM 模块分别控制第一电机驱动电路和第二电机驱动电路，第一电机驱动电路和第二电机驱动电路通过开关功率管分别控制第一直流无刷电机和第二直流无刷电机，所述第一直流无刷电机和第二直流无刷电机分别通过第一电机数据采集电路和第二电机数据采集电路将各电机的相电流和转子位置信息反馈至单片机，所述信号收发模块采用无线通信与单片机实现通信，控制信号通过信号收发模块传输至单片机。优选地，所述电源为铅酸电池或锂电池，且电源电压范围为24V～60V。优选地，所述第一电机数据采集电路包括电流采集电路和转子位置采集电路，所述电流采集电路包括母线电流采集电路和电机三相电流采集电路，且所述母线电流采集电路和电机三相电流采集电路的电流输入端分别与母线和第一电机三相连接，母线电流采集电路和电机三相电流采集电路的电流输出端分别与单片机的AD端口连接，所述转子位置采集电路输入端连接直流无刷电机中的转子位置传感器，转子位置采集电路输出端连接单片机的IO口。

优选地，所述第一电机数据采集电路还包括第一电机过流保护电路，第一电机过流保护电路输入端连接第一电机母线上的采样电阻，输出端连接单片机的外部中断端口。第一电机过流保护电路通过采样连接在第一电机母线上采样电阻的电压来预防第一电机母线过流，当第一电机母线电流超出设定值时，第一电机过流保护电路采样电路触发单片机外部中断，单片机进入中断保护程序。

优选地，所述第二电机数据采集电路结构与第一电机数据采集电路结构相同。

优选地，所述信号收发模块采用2.4G无线信号传输。直流无刷电机双驱矢量控制器主要从遥控器接收推把信号、刹车信号、正反转、高低速、巡航等控制信号，以实现对直流无刷电机的控制。

本实用新型的工作流程如下：

直流无刷电机双驱矢量控制器通过和遥控器通信，得到实时控制信号。直流无刷电机双驱矢量控制器基于当前系统状态控制电机改变或维持电机运行状态。

如图1所示为本实用新型的整体结构框图，基于矢量控制算法，采用一颗单片机，同步矢量控制两部直流无刷电机，实现两部直流无刷电机协同工作。

如图2所示为电源模块电路，用于对电源进电进行滤波处理和电压转换，提供给控制器中各用电模块所需要的电源；

如图3所示为信号收发模块的电路图，采用2.4G无线信号传输，用于实现遥控器的控制信号与单片机之间的信号传输。

如图4～7所示为母线电流采样电路、电机三相(A相、B相和C相) 电流采样电路，所述数据采集电路分别对母线以及电机三相电流进行采集。

如图8所示为电源模块过压保护电路。

如图9所示为转子位置采集电路，通过识别相关IO口高低电平，采集转子位置信息。

如图10所示为第一电机过流保护电路。

如图11～12所示分别为第一电机驱动电路中的全桥驱动电路和MOS 驱动电路，通过开关功率管控制无刷电机换向，进而驱动无刷电机运行。

本实用新型采用的单片机的型号为GD32F103RC，其中AD端口和 PWM模块均集成在单片机中为常规技术手段，本领域技术人员也可根据实际需求选择合适的单片机。

上述实施是对本实用新型优选实施方案进行描述，但本实用新型不限于此，在不脱离本实用新型的构思和工作原理下，本领域普通技术人员对本新型的技术方案和材料作出的各种变形和改进，均应在本实用新型的权利要求书确定的保护。