[实用新型]全数字化水泵用无刷直流电机控制系统

说明书

技术领域

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

目前，已经使用的水泵控制系统存在着以下一些问题： 

1、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。 

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： 

（1）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+10dBm，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。 

（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。 

（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。 

（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。 

（5）控制模式单一，缺乏灵活性和方使性。 

发明内容

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。 

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是： 

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。 

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。 

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芯片。 

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。 

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。 

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。 

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。 

与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：