專利名稱：縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器技術(shù)《壤本實用新型厲于機電領(lǐng)域，特別涉及一種縫紉機用無刷直流調(diào)速電機 驅(qū)動控制器的設(shè)計?，F(xiàn)有常用的縫紉機調(diào)速電機系統(tǒng)有異步電機磨擦調(diào)速系統(tǒng)、有刷直 流電機串電阻調(diào)速系統(tǒng)、有刷直流電機電子調(diào)速系統(tǒng)、電腦控制的伺服電 機調(diào)速系統(tǒng)。其中伺服電機調(diào)速系統(tǒng)效率最高、性能最好，但控制系統(tǒng)復(fù)雜.成本高，僅能用在一些高檔縫紉機產(chǎn)品上；雖然異步電機磨擦調(diào)速系 統(tǒng)的低價格使其獲得廣泛應(yīng)用，但其效率低、個頭大、笨重、磨損嚴重、 可靠性差。有刷電機系統(tǒng)性能也不錯，最大問題還是壽命不長，可靠性不 高，因此常用在低擋的家用縫紉機上。近幾年隨著電動自行車工業(yè)的發(fā)展，低壓無刷直流電機驅(qū)動技術(shù)已相 當(dāng)完善.將低壓無刷直流電機技術(shù)移植到電動縫紉機領(lǐng)域，替代有刷直流 電機或者異步電機，作為縫紉機的驅(qū)動動力，具有體積小巧，扭力大的特 點，且無刷直流電機可直接懸掛在縫紉機皮帶軸上，不但構(gòu)思可行，業(yè)者 也已開發(fā)完成，但直接使用交流市電供電、驅(qū)動無刷直流電機的驅(qū)動技術(shù) 還不成熟，尤其是較高電源電壓供電的系統(tǒng)抗干擾問題，還沒有簡單、有 效、可靠的解決方法。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是在電動案無刷直流電機驅(qū)動器的基礎(chǔ)上加以改 進、完善，再結(jié)合電子變壓器的特點.設(shè)計一種運用于縫紉機的交流供電 的無刷直流調(diào)速電機驅(qū)動控制器。本實用新型技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器， 具有可與無刷直流電機位置傳感器和踏板速度給定器連接的輸入接口、連 接電機的輸出端，交流電源輸入接口，其特征是調(diào)速控制器由邏輯控制電路、FET低壓電機驅(qū)動電路、提供各功能模塊工作電源的電子變壓器電 源供電電路組成，位置傳感器和踏板速度給定器提供的信號通過邏輯控制 電路控制FET低壓電機驅(qū)動電路，電子變壓器電源供電電路經(jīng)FET低壓電 機驅(qū)動電路調(diào)節(jié)后輸出給電機。在無刷亶流電機定、轉(zhuǎn)子間安裝的位置傳 感器，其把檢測到的轉(zhuǎn)子相對定子位置信號反饋給邏輯控制電路，經(jīng)處理 后控制FET低壓電機驅(qū)動電路，按最佳狀態(tài)接通或切斷相應(yīng)的電機繞組。 踏板速度給定器所起的作用，是通過邏輯電路調(diào)節(jié)FET低速電機驅(qū)動電路 內(nèi)電子開關(guān)的通斷比，調(diào)節(jié)電機驅(qū)動電流，進而改變電機的轉(zhuǎn)矩，達到調(diào) 速的效果。本實用新型為無刷直流電機運用于縫紉機領(lǐng)域提供一種簡單可行的驅(qū) 動控制器結(jié)構(gòu)，具有成本低、高效率、高功率因數(shù)、能耗低和交流供電的 特點，而且也可大大簡化電機體積，可采用懸掛式結(jié)構(gòu)將電機直接固定在 縫紉機皮帶軸上，通用性強，適應(yīng)面廣，也易于安裝。
下面結(jié)合具體圖例對本實用新型做進一步說明 圖1縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器原理框圖 圖2縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器的電路圖具體奧施方式參照圖i,這是縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器原理框圖，該控制器由邏輯控制電路、FET低壓電機驅(qū)動電路、電子變壓器電源供電電路組成，控制器 中的邏輯控制電路具有與無刷直流電機位置傳感器和踏板速度給定器連接 的輸入接口、連接電機的輸出端，交流電源輸入接口?？p紉機踏板速度給 定器(又稱直線傳感器)是作為調(diào)控的操作件，無刷直流電機是動力執(zhí)行 件，在實際運用吋無刷直流電機可采用懸掛式固定在縫紉機皮帶軸上，使 結(jié)構(gòu)更加緊湊。無刷直流電機定、轉(zhuǎn)子間安裝的位霣傳感器把檢測到的轉(zhuǎn) 子相對定子位置信號反饋給邏輯控制電路，經(jīng)處理后控制FET低壓電機驅(qū) 動電路，按最佳狀態(tài)接通或切斷相應(yīng)的電機繞組；踏板速度給定器所起的 作用，是通過邏輯電路調(diào)節(jié)FET低速電機驅(qū)動電路內(nèi)電子開矢的通斷比， 調(diào)節(jié)電機驅(qū)動電流，進而改變電機的轉(zhuǎn)矩，達到調(diào)速的效果。參照圖2,縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器的電路圖，也是圖1框圖中邏輯控制電路、FET低壓電機驅(qū)動電路、電子變壓器電源供電電路三部分的一種 具體電路方案，圖中"SUDU"是踏板速度給定器的輸入端口， "HA、 HB、 HC" 是位置傳感器的輸入端口，圖中IC2選用MC33035,改附厲電路后也可選用 33033、 LA11690、 11820、 11691等通用無刷電機專用芯片、IC3選用LM339, 改附厲電路后也可改用LM324、 74LS86等各種芯片及其附屬電路構(gòu)成邏輯 控制電路；"M0T-A、 MOT-B、 MOT-C"是輸出到無刷直流電機的端口， Q3-Qll 和Ml-M5及其附厲電路構(gòu)成FET低速電機驅(qū)動電路；"AC1、 AC2"是220V 交流電源的輸入端口， Ll、 Tl、 D1-D8、 D12、 IC1、 Ml-M2、 Ql-Q2及其附屬 電路構(gòu)成電子變壓器電源供電電路。圖2中IC2是無刷直流電機的專用芯片，作為無刷直流電機正常運轉(zhuǎn) 的主要邏輯控制電路；IC3是由簡單數(shù)字、模似電路組成必要的電壓、電流、 轉(zhuǎn)速保護電路，自動停機電路，電子剎車控制電路的其它邏輯控制電路。 圖2中IC3主要自動檢測傳感器輸入的轉(zhuǎn)速信號，與踏板速度給定電壓逬 行適當(dāng)比例、積分處理、比較，實現(xiàn)堵轉(zhuǎn)限流保護，在踏板速度給定器輸 入電平足夠低吋，自動順序?qū)崿F(xiàn)停車和定吋電子剎車功能。因此IC3也可 用通用單片機及其附屬電路替換。由于IC2專用無刷直流電機控制芯片，把無刷電機運行的主要功能承 擔(dān)起來，IC3用單片機及其附屬電路替換后，控制能力大幅提高，不但能完 成上述其它邏輯控制功能，再增加一些相關(guān)電路，如傳感器輸入濾波電路、 電磁鐵控制電路、鍵盤電路、顯示電路后，還能實現(xiàn)縫紉機的其他可編程 序控制.如精確停針、自動剪線頭、自動抬壓腳、自動計針數(shù)、固縫、W 縫、多段縫等功能，達到簡易數(shù)控目的。圖2中邏輯控制電路的IC2、 IC3及其附厲電路還可以用一片通用單片 機(四位到十六位都可以，如ST7系列、51內(nèi)核各系列及其改逬型、96系 列、PIC型等無刷直流電機常用芯片)及其附屬電路替代，設(shè)計成更簡單的 電路型式。當(dāng)然只用一片常規(guī)通用型單片機，受其功能、運箅速度的限制， 僅能實現(xiàn)上述的基本功能，難以達到簡易數(shù)控水平。電子變壓器是釆用普通節(jié)能燈常用標準電路，IC1可選用IR2161、215U 2153等各種專用電子變壓器芯片，具體詳情可參考有矢手冊。電子變壓器 是幵關(guān)電源的簡化型，沒有電壓反饋，開矢導(dǎo)通角寬，也沒有太多的保護功能，因此其成本低、效率高、體積小。由于無刷直流電機驅(qū)動控制電路 己具備各種完善的保護功能和較強的自適應(yīng)能力，與這種簡單的電子變壓 器互補配合.可以保證有足夠的可靠性.達到高的性能價格比。 綜上所述，邏輯控制電路由通用單片機及其附羼電路組成。 或者邏輯控制電路由簡單數(shù)字、模似電路組成必要的電壓、電流、 轉(zhuǎn)速保護電路，自動停機電路，電子剎車控制電路，專用無刷電機控制芯 片組成?；蛘哌壿嬁刂齐娐酚赏ㄓ脝纹瑱C及其附厲電路、專用無刷直流電機 控制芯片組成。或者邏輯控制電路由通用單片機及其附厲電路、傳感器輸入濾波電 路、電磁鐵控制電路、鍵盤電路、顯示電路、專用無刷直流電機控制芯片 組成。
權(quán)利要求1、一種縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器，具有可與無刷直流電機位置傳感器和踏板速度給定器連接的輸入接口、連接電機的輸出端，交流電源輸入接口，其特征是調(diào)速控制器由邏輯控制電路、FET低壓電機驅(qū)動電路、提供各功能模塊工作電源的電子變壓器電源供電電路組成，位置傳感器和踏板速度給定器提供的信號通過邏輯控制電路，控制FET低壓電機驅(qū)動電路，電子變壓器電源供電電路，經(jīng)FET低壓電機驅(qū)動電路調(diào)節(jié)后，輸出給電機。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器，其特征是邏輯控 制電路由通用單片機及其附厲電路組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器，其特征是邏輯控 制電路由簡單數(shù)字、模擬電路組成必要的電壓、電流、轉(zhuǎn)速保護電路， 自動停機電路，電子剎車控制電路，專用無刷電機控制芯片組成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器，其特征是邏輯控 制電路由通用單片機及其附屬電路、專用無刷直流電機控制芯片組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器，其特征是邏輯控 制電路由通用單片機及其附厲電路、傳感器輸入濾波電路、電磁鐵控制 電路、鍵盤電路、顯示電路、專用無刷直流電機控制芯片組成。
專利摘要本實用新型涉及一種縫紉機調(diào)速電機驅(qū)動控制器，具有可與無刷直流電機位置傳感器和踏板速度給定器連接的輸入接口，連接電機的輸出端，交流電源輸入接口，其特征是調(diào)速控制器由邏輯控制電路、FET低壓電機驅(qū)動電路、提供各功能模塊工作電源的電子變壓器電源供電電路組成；無刷直流電機為懸掛式電動縫紉機永磁電機，電機的定、轉(zhuǎn)子間裝設(shè)有位置傳感器，位置傳感器檢出的位置信號反饋給驅(qū)動控制器，在踏板速度給定器向驅(qū)動控制器發(fā)出轉(zhuǎn)動信號后，用以調(diào)控、驅(qū)動永磁電機運行。本實用新型有簡單、便宜、牢固的特色，能達到高功率因數(shù)、高效率，高性價比，通用性強的好處。
文檔編號H02P6/14GK201113869SQ20072000798
公開日2008年9月10日 申請日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者朱正風(fēng) 申請人:蘇州揚名機電有限公司