一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源制造技術

本實用新型專利技術涉及一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，依次包括：用于濾波的電網連接模塊、整流電路、直流中間電路、輸出端用于連接陀螺馬達的逆變電路，設有一個DSP控制器，DSP控制器與電網連接模塊之間設有同步檢測電路，與直流中間電路之間設有功率檢測電路，與陀螺馬達之間設有轉速檢測電路，各檢測電路輸出連接DSP控制器的AD采樣端口，DSP控制器與整流電路、逆變電路之間均設有驅動電路。以DSP為核心，對整流和逆變電路協調控制，以達到陀螺馬達的高精度調試和高精度功率檢測的目的。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及陀螺馬達的變頻電源控制
，尤其涉及一種可精密檢測功 率的陀螺馬達電源。
技術介紹
在航空航天等領域，隨著高精密陀螺的廣泛應用，對陀螺馬達的控制精度要求越 來越高。而陀螺軸承在很大意義上影響了高精密陀螺馬達的使用壽命和精度，所以研究陀 螺軸承的工作狀態是很重要的。因此通過陀螺馬達高精密電源和高精度功率測量裝置，進 而測量其穩態運行時的細微功率變化，據此研究軸承的實際工作狀態具有重要意義。傳統的電源采用模擬電路產生三相正弦波，然后通過功率放大器放大后輸出。這 種電源在用于陀螺馬達時，往往存在以下問題1)電源功耗很大，散熱困難；2)元件參數變化使輸出精度、穩定性很難保證；3)電源的體積較大；4)無計算機采樣、記錄功能，不利于研究調試工作。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種能夠對電源輸出電壓、頻率、電流精確控制，同時能 夠對陀螺馬達的功率實時監測的陀螺馬達電源，用以解決現有陀螺馬達電源輸出精度不 高、穩定性低、無采樣記錄功能的問題。為實現上述目的，本技術的方案是一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，依 次包括用于濾波的電網連接模塊、整流電路、直流中間電路、輸出端用于連接陀螺馬達的 逆變電路，設有一個DSP控制器，DSP控制器與電網連接模塊之間設有同步檢測電路，與直 流中間電路之間設有功率檢測電路，與陀螺馬達之間設有轉速檢測電路，各檢測電路輸出 連接DSP控制器的AD采樣端口，DSP控制器與整流電路之間設有整流驅動電路，與逆變電 路之間設有逆變驅動電路。以DSP為核心，對整流和逆變電路協調控制，以達到陀螺馬達的高精度調試和高 精度功率檢測的目的。本技術的電源可以作為陀螺馬達的控制電源，也可以用于分析 陀螺馬達及其軸承的性能，因此可以廣泛應用于高等院校、科研院所、陀螺馬達及軸承生產 企業和實驗室等。進一步的，所述DSP控制器還設有用于與上位機通訊的通訊接口電路。所述功率檢測電路中的電壓、電流傳感器為閉環霍爾傳感器。所述DSP控制器包括對應整流電路的穩幅電路與間接電流控制電路，所述間接電 流控制電路輸入連接一個用于比較整流電路直流側電壓與穩幅控制電壓的比較器的輸出 端，所述電流控制電路輸出端以及所述同步檢測電路的輸出端均連接所述穩幅電路，穩幅 電路輸出連接所述整流驅動電路。所述DSP控制器采用TI的TMS320LFM07A芯片。本技術的優點如下1)本技術采用基于DSP的SVPWM技術，比常規的SPWM效果更佳，諧波含量更 少，正弦度更好，電壓利用率更高，整機精度大大提高。2)本技術的電源具有精密檢測陀螺馬達功率的功能，因此它對分析陀螺軸 承工作性能有重要意義，對高速陀螺馬達的潤滑檢測具有顯著效果。3)本技術的電路部分體積小、模塊化強、維修方便。4)本技術用計算機采樣、記錄、顯示、控制，操作方便。附圖說明圖1是本技術的原理框圖；圖2是電壓穩幅控制電路原理圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術做進一步詳細的說明。如圖1所示的一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，依次包括用于濾波的電網 連接模塊，整流電路，直流中間電路(直流側)，逆變電路，逆變電路輸出連接陀螺馬達，為陀 螺馬達提供電壓、頻率可控的交流電。控制主體為一個DSP，采用TI公司的性價比較優的 TMS320LF2407A DSP芯片作為主控制芯片來產生SVPWM的控制信號，由此芯片來構成DSP 的最小系統，外接EPR0M、RAM、PLL時鐘模塊、復位電路、電源等組成。電網連接模塊是指從 電網接入后的濾波電路。DSP控制器與電網連接模塊之間設有同步檢測電路，與直流中間 電路之間設有功率檢測電路，與陀螺馬達之間設有轉速檢測電路，各檢測電路輸出連接DSP 控制器的AD采樣端口，DSP控制器與整流電路、逆變電路之間均設有功率驅動電路。DSP還 設有與上位機通訊的通訊接口電路，通過該通訊接口，DSP將檢測的結果送入上位機顯示， 上位機也可以發送控制命令給DSP，從而實現陀螺馬達的調速，馬達轉速的調節主要是通過 DSP調節逆變器的輸出頻率來實現的。功率檢測電路設在直流側，其中設有直流電壓、電流傳感器，能夠檢測直流側的電 流、電壓，傳感器采用閉環霍爾傳感器，將檢測到的電流、電壓信號經電阻取樣后送到DSP 的A/D 口，并經過P=UI計算得到陀螺馬達的功率值，功率值可以通過與上位機的通訊接口 電路送上位機進行顯示。同步檢測電路主要包含電網電壓的幅值檢測和相位檢測，其功能是為穩幅電路提供信號。本技術中，整流電路的控制采用SVPWM (SVPWM比SPWM更為優越，其特 點等均為公知常識，不再贅述)，其中電壓穩幅的關鍵是對電流的實時控制，本方案采用 一種間接電流控制方法。如圖2所示，穩幅電路是DSP控制實現的直流側電壓穩幅，U:是DSP控制的給定信號，控制的是直流側電壓。功率檢測電路中的直流電壓檢測電路OC輸出的直流側電壓，以及DSP控制的給定信號U:通過一個比較器進行比較，差值/f送入間接電流控制電路，間接電流控制電路的輸出送入穩幅電路，同步檢測電路的采樣值也 送入穩幅電路，由穩幅電路輸出到整流驅動電路。由于對電壓做閉環控制，因此可以實現高精度穩幅，基本原理如下A相A相調制信號時域表達式權利要求1.一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，依次包括用于濾波的電網連接模塊、整流 電路、直流中間電路、輸出端用于連接陀螺馬達的逆變電路，其特征在于，設有一個DSP控 制器，DSP控制器與電網連接模塊之間設有同步檢測電路，與直流中間電路之間設有功率檢 測電路，與陀螺馬達之間設有轉速檢測電路，各檢測電路輸出連接DSP控制器的AD采樣端 口，DSP控制器與整流電路之間設有整流驅動電路，與逆變電路之間設有逆變驅動電路。2.根據權利要求1所述的一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，其特征在于，所述DSP 控制器還設有用于與上位機通訊的通訊接口電路。3.根據權利要求1所述的一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，其特征在于，所述功 率檢測電路中的電壓、電流傳感器為閉環霍爾傳感器。4.根據權利要求1所述的一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，其特征在于，所述DSP 控制器包括對應整流電路的穩幅電路與間接電流控制電路，所述間接電流控制電路輸入連 接一個用于比較整流電路直流側電壓與穩幅控制電壓的比較器的輸出端，所述電流控制電 路輸出端以及所述同步檢測電路的輸出端均連接所述穩幅電路，穩幅電路輸出連接所述整 流驅動電路。5.根據權利要求1-4任一項所述的一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，其特征在 于，所述DSP控制器采用TI的TMS320LFM07A芯片。專利摘要本技術涉及一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，依次包括用于濾波的電網連接模塊、整流電路、直流中間電路、輸出端用于連接陀螺馬達的逆變電路，設有一個DSP控制器，DSP控制器與電網連接模塊之間設有同步檢測電路，與直流中間電路之間設有功率檢測電路，與陀螺馬達之間設有轉速檢測電路，各檢測電路輸出連接DSP控制器的AD采樣端口，DSP控制器與整流電路、逆變電路之間均設有驅動電路。以DSP為核心，對整流和逆變電路協調控制，以達到陀螺馬達的高精度調試和高精度功率檢測的目的。文檔編號H02P6/08GK20191本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種可精密檢測功率的陀螺馬達電源，依次包括：用于濾波的電網連接模塊、整流電路、直流中間電路、輸出端用于連接陀螺馬達的逆變電路，其特征在于，設有一個ＤＳＰ控制器，ＤＳＰ控制器與電網連接模塊之間設有同步檢測電路，與直流中間電路之間設有功率檢測電路，與陀螺馬達之間設有轉速檢測電路，各檢測電路輸出連接ＤＳＰ控制器的ＡＤ采樣端口，ＤＳＰ控制器與整流電路之間設有整流驅動電路，與逆變電路之間設有逆變驅動電路。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李利歌，李國斌，曹志斌，劉金秀，
申請(專利權)人：洛陽軸研科技股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：41