[发明专利]一种电动舵机驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动舵机驱动装置。

背景技术

无刷直流电动舵机是一种位置伺服系统，它具有体积小、控制精度高、可靠性高、抗干扰能力强等优点，这些优点使其成为舵机发展的新方向。目前，高精度的电动舵机在航天飞行器等领域得到广泛的运用，其中很大部分电动舵机都是采用STM32和CPLD组合的控制系统，其价格也比较贵，这使其在一般航天飞行器中应用受到限制。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低、应用范围广的电动舵机驱动装置。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种电动舵机驱动装置，包括控制器、隔离电路、无刷电机换向模块、功率驱动模块、三相逆变电路、无刷直流电机、电流采样电路、齿轮减速机构、舵面，所述控制器、隔离电路、无刷电机换向模块、功率驱动模块、三相逆变电路、无刷直流电机依次串接，无刷直流电机上设有霍尔速度传感器，霍尔速度传感器的信号输出端与无刷电机换向模块、控制器相连，无刷直流电机与齿轮减速机构相连，所述齿轮减速机构安装在舵面上带动舵面转动，电流采样电路的输入端与无刷直流电机相连，电流采样电路的输出端与控制器相连。

上述电动舵机驱动装置还包括位置传感器，位置传感器安装在舵面上，位置传感器的信号输出端与控制器相连。

上述电动舵机驱动装置还包括过流保护单元，过流保护单元的输入端与三相逆变电路的输出端相连，过流保护单元的输出端与控制器相连。

上述电动舵机驱动装置还包括通信电路，通信电路与控制器相连，控制器通过通信电路与上位机进行数据传输。

上述电动舵机驱动装置所述电流采样电路为电流传感器。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过霍尔速度传感器、电流传感器、位置传感器分别获得无刷直流电机的速度信号、无刷直流电机的电流信号、舵面位置信号，控制器根据接收到的速度、电流、位置信号得到无刷直流电机的PWM控制信号的占空比及电机正反转信号，并将控制信号发给无刷电机换向模块，无刷电机换向模块根据接收到的占空比信号、电机正反转信号以及无刷直流电机的速度信号产生6路PWM控制信号，PWM控制信号送给功率驱动模块转换成功率驱动信号，功率驱动信号通过三相逆变电路控制无刷直流电机工作，无刷直流电机通过齿轮减速机构带动舵面转动，使其跟随舵面给定信号，整个驱动装置具有结构简单、成本低、应用范围广的优点。

2、本发明设有过流保护单元，过流保护单元将采集到的母线电流进行处理，并不断地与设定的过流阈值进行比较，一旦母线电流超过设定阈值，则立即发出一个过流信号给控制器，控制器接收到过流信号后立即进入中断处理，关闭占空比信号，排除故障，安全性能更好。

3、本发明设有通信电路，控制器通过通信电路与上位机进行数据传输，控制器能够接收上位机发出的舵面偏角信号，从而驱动无刷直流电机工作并通过齿轮减速机构作用于舵面，使舵面跟踪给定的位置信号。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为转子位置传感器信号获取电路原理图。

图3为电流检测电路原理图。

图4为A相隔离与驱动电路原理图。

图5为B相隔离与驱动电路原理图。

图6为C相隔离与驱动电路原理图。

图7为过流保护单元原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明包括一种电动舵机驱动装置，包括控制器2、隔离电路3、无刷电机换向模块4、功率驱动模块5、三相逆变电路6、无刷直流电机7、电流采样电路、齿轮减速机构8、舵面9、位置传感器11、过流保护单元12和通信电路，通信电路与控制器2相连，所述通信电路为CAN总线模块1，控制器2通过通信电路与上位机进行数据传输，所述控制器2、隔离电路3、无刷电机换向模块4、功率驱动模块5、三相逆变电路6、无刷直流电机7依次串接，无刷直流电机7上设有霍尔速度传感器13，霍尔速度传感器13的信号输出端与无刷电机换向模块4、控制器2相连，无刷电机换向模块4主芯片为FCM8201，无刷直流电机7与齿轮减速机构8相连，所述齿轮减速机构8安装在舵面9上带动舵面9转动，电流采样电路为电流传感器10，电流传感器10的输入端与无刷直流电机7相连，电流传感器10的输出端与控制器2相连，位置传感器11安装在舵面9上，位置传感器11的信号输出端与控制器2相连，过流保护单元12的输入端与三相逆变电路6的输出端相连，过流保护单元12的输出端与控制器2相连。