專利名稱：一種無刷直流電機轉向控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及工業控制領域，具體是一種無刷直流電機轉向控制裝置。
二背景技術：
電機轉向控制技術是在現代先進工業控制領域經常采用的一項重要技術。 電機的正反轉實際上是通過改變加在電機上的電壓的極性來實現的。對于低速直 流電機，在現有的實際應用中主要有兩種方式控制其正反向轉動。 一種是提前確定轉 子的位置，根據預先設定的換向角施加外部工作電壓來實現反向。另一種是采用半導 體開關構成的開關逆變電路與集成芯片構成的開關控制電路結合的方式，通過控制不 同橋臂開關管的通斷來實現對電機轉向的改變。
在申請號為200410049072的專利中提出了一種無刷直流電機換向方法，其中轉子 相對于定子的位置被直接或間接確定，根據所確定的轉子的位置，在一個預定的換向 角，將一個外部工作電壓施加到至少一個電機線圈上。根據本發明，電機最好周期性 地在第二優化換向角和第一最初的預設換向角之間來回切換。如果換向角之間的切換 產生轉速的變化，則新的工作點將偏離舊的工作點。為了補償速度上的這種差異，不 僅預設的換向角要改變，電機電壓也要改變。
在申請號為200710018896的專利中，公開了一種應用于無刷直流電機的諧振極軟 開關逆變電路。該電路包括直流電源、輸入分壓電路、控制電路和逆變橋。輸入分壓 電路由兩個電容串接而成；逆變橋的三個極點與無刷直流電機相連。在逆變橋的極點 和輸入分壓電路中點之間添加輔助諧振電路，包括3個輔助雙向開關和1個電感。3 個輔助雙向開關的一端和電感的一端相接；3個輔助雙向開關的另一端分別接三相逆 變橋的極點；電感的另一端與輸入分壓電路中點相連。控制龜路發出信號控制輔助雙 向開關及逆變橋開關器件的導通和關斷。
在以上兩種換向控制方法中，第一種所涉及的步驟較繁瑣，需要進行預定換向角 和補償。第二種方法結構復雜，需要多個輔助電路，成本較高。
三
發明內容
為克服現有技術中存在的結構復雜、成本較高和步驟繁瑣的不足，本發明提出了 一種無刷直流電機轉向控制裝置。本發明包括遙控器、接收器、舵機、微動開關、電機及電源，其中微動開關包括 反轉開關和正轉開關。舵機的轉動范圍^為± 60°。
舵機與微動開關固定在電路板上；舵機與遙控器接收器連通。以連桿的軸線為控 制裝置的母線；反轉開關和正轉開關分別位于母線的兩側，反轉開關和正轉開關的常 閉線分別與電源的正極相連；反轉開關和正轉開關的常開線分別與電源的負極相連； 反轉開關和正轉開關的輸出線分別與電機的電源端子相連。電機與螺旋槳傳動桿接通， 為水下航行器提供動力。
連桿的一端與舵機輸出盤固定連接；與舵機輸出盤配合后的連桿伸出長度同舵機 輸出盤表面到微動開關中部的長度L1。開關側邊中點到舵機輸出盤的距離L2、母線 與微動開關中心線之間的距離L3同L1之間的長度關系為L1^/(L2)2+(L3)2 ，以保證舵 機輸出盤轉動時連桿能對開關的閉合或斷開狀態進行操作。
調整舵機輸出盤的初始位置，使位于輸出盤上的連桿的初始位置與母線在同一平 面上，并且該平面平行于母線。
工作時，將電機與電源和微動開關進行電路連接。將各部分電源連接。當向上撥 動遙控器的控制端時，對應于舵機順時針方向轉動時，連桿將接觸并按下正轉微動開 關的開關片，使微動開關關閉，從而電機正轉；當向下撥動遙控器的控制端時，對應 于舵機逆時針方向轉動時，連桿將接觸并按下反轉微動開關的開關片，使微動開關關 閉，從而電機反轉。從而實現了用機械的方法控制電機的換向。
本發明將機械傳動原理與電路設計方法相結合，提出了一種基于機械的方法對電 機的轉向進行控制的裝置。該裝置設計方案的步驟簡單明了，易于實施。本發明所采 用的技術方案結構簡單、成本低、操作方便可靠。
四
附圖1總體方案示意圖
附圖2.連桿形狀示意圖 l.接收器2.舵機3.連桿4.反轉開關5.電源6.正轉開關7.電機 8.母線 Ll.輸出盤表面到微動開關中部的長度 L2.開關側邊中點到舵機輸出盤的距離 L3.母線與微動開關中心線之間的距離
五具體實施方式
本實施實例是應用于小型水下航行器的前進和后退控制中的電機轉向控制裝置。
本實施例包括遙控器及接收器l、舵機2、微動開關、電機7及電源5，其中微動 開關包括反轉開關4和正轉開關6。舵機選用Futaba S3003型號，轉動范圍a為± 60°; 正轉開關和反轉開關選用規格為耐壓24V、額定電流5A的微動開關。電機為380型 無刷直流電機。遙控器采用工作頻率為35MHZ頻段的四通道(PCM)比例遙控器， 接收機有四組信號輸出插口和一組電源插口 。
在本實例中，電機7與螺旋槳傳動桿接通，以為水下航行器提供動力。
如圖1所示，舵機2與微動開關通過舵機和微動開關自身的安裝孔固定在電路板 上；舵機接在遙控器接收器的1通道。以連桿3的軸線為控制裝置的母線8;反轉開 關4和正轉開關6分別位于母線8的兩側，反轉開關4和正轉開關6的常閉線分別與 電源5的正極相連；反轉開關4和正轉開關6的常開線分別與電源5的負極相連；反 轉開關4和正轉開關6的輸出線分別與電機7的電源端子相連。
如圖2所示，連桿3為Z字形金屬桿，其直徑同舵機輸出盤盤面上連接孔的內徑。 連桿的一端穿入舵機輸出盤上的連接孔內，并且兩者之間緊密配合；與舵機輸出盤裝 配后的連桿伸出長度同舵機輸出盤表面到微動開關中部的長度L1。圖2中，L2為母 線平行的開關側邊的中點到舵機輸出盤的距離，L3為母線與微動開關中心線之間的距 離；Ll、 L2禾BL3的長度關系為L1^/(L2)2+(L3)2 ，以保證舵機輸出盤轉動時連桿能對 開關的閉合或斷開狀態進行操作。
調整舵機輸出盤的初始位置，使位于輸出盤上的連桿的初始位置與母線8在同一 平面上，并且該平面平行于母線。
工作時，將電機與電源和微動開關進行電路連接。將各部分電源連接。當向上撥 動遙控器的l通道的控制端時，對應于舵機順時針方向轉動時，連桿將接觸并按下正 轉微動開關的開關片，使微動開關關閉，從而電機正轉；當向下撥動遙控器的l通道 的控制端時，對應于舵機逆時針方向轉動時，連桿將接觸并按下反轉微動開關的開關 片，使微動開關關閉，從而電機反轉。從而實現了用機械的方法控制電機的換向。
權利要求
1.一種無刷直流電機轉向控制裝置，其特征在于所述的轉向控制裝置包括接收器(1)、舵機(2)、電機(7)、電源(5)、反轉開關(4)和正轉開關(6)；連桿(3)的一端與舵機輸出盤固定連接；以連桿(3)的軸線為控制裝置的母線(8)，反轉開關(4)和正轉開關(6)分別位于控制裝置的母線(8)兩側，反轉開關(4)和正轉開關(6)的常閉線分別與電源(5)的正極相連，反轉開關(4)和正轉開關(6)的常開線分別與電源(5)的負極相連；反轉開關(4)和正轉開關(6)的輸出線分別與電機7的電源端子相連；電機(7)與螺旋槳傳動桿接通。
2. 如權利要求1所述一種無刷直流電機轉向控制裝置，其特征在于與舵機輸出盤配合 后的連桿(3)伸出長度同舵機輸出盤表面到微動開關中部的長度L1;開關側邊中 點到舵機輸出盤的距離L2、母線與微動開關中心線之間的距離L3同L1之間的長 度關系為<formula>formula see original document page 2</formula>
3. 如權利要求1所述一種無刷直流電機轉向控制裝置，其特征在于位于輸出盤上的連 桿的初始位置與母線(8)在同一平面上，并且該平面平行于母線(8)。
全文摘要
本發明公開了一種無刷直流電機轉向控制裝置，包括接收器(1)、舵機(2)、電機(7)、電源(5)、反轉開關(4)和正轉開關(6)；連桿(3)的一端與舵機輸出盤固定連接，其初始位置與母線(8)在同一平面上；反轉開關(4)和正轉開關(6)分別位于控制裝置的母線(8)兩側，反轉開關(4)和正轉開關(6)的常閉線分別與電源(5)的正極相連，反轉開關(4)和正轉開關(6)的常開線分別與電源(5)的負極相連；反轉開關(4)和正轉開關(6)的輸出線分別與電機7的電源端子相連；電機(7)與螺旋槳傳動桿接通。本發明是基于機械的方式實現對電機正反轉的控制，所采用的技術方案結構簡單、成本低、操作方便可靠。
文檔編號H02P6/14GK101557188SQ20091002247
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月13日 優先權日2009年5月13日
發明者劉冠杉, 劉龍飛, 睿 左, 王文博, 榮少巍, 謝文光 申請人:西北工業大學