一种直流无刷推杆电机控制系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及推杆电机领域，特别涉及了一种直流无刷推杆电机控制系统及其控制方法。


背景技术：

2.推杆电机是一种将电机的旋转运动转变为推杆直线往复运动的电力驱动装置，可在各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用，从而实现远距离控制、集中控制或自动控制，多用于家用电器、厨具、医疗器械、汽车等行业的运动驱动单元。
3.现有的推杆电机一般采用直流有刷电机、交流电机、步进电机等电机用于当做驱动电机，但是上述电机均没有自锁功能，一般都需要依靠蜗轮蜗杆结构来加大减速比或是外加扭簧等外界机械条件来实现自锁，且采用外界机械条件来实现自锁也会导致自锁能力较差，在长期使用后，自锁负载能力也会下降。
4.并且现有的驱动电机在运行过程中如果遇到阻碍、卡死等情况，无法及时对其自身进行保护，使得电机本身容易损坏、烧毁，且现有的驱动电机在不同负载下转速还会发生变化，导致不同负载下时无法保证其速度一致。
5.本技术所要解决的技术问题为：设计一款能够解决上述问题的直流无刷推杆电机控制系统及其控制方法。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种直流无刷推杆电机控制系统及其控制方法。
7.本发明所采用的技术方案为：一种直流无刷推杆电机控制系统，包括用于直接驱动推杆电机运行的驱动模块，所述驱动模块设有与之电连接的mcu控制模块，所述mcu控制模块设有与之电连接用于控制电机自锁的正反转开关，所述推杆电机设有与之信号连接用于检测其运行参数的检测模块，所述检测模块与mcu控制模块信号连接。
8.在一些实施方式中，驱动模块设有与之电连接用于将交流电转换为直流电的转换模块。
9.在一些实施方式中，转换模块设有与之电连接的降压模块，降压模块与驱动模块电连接。
10.在一些实施方式中，转换模块用于将220v的交流电转换为12v～36v的直流电，降压模块用于将12v～36v的直流电降为5v的直流电。
11.在一些实施方式中，mcu控制模块还分别设有与之电连接的预设位置开关和限位停止开关。
12.一种直流无刷推杆电机控制方法，包括：推杆电机启动，检测模块获取推杆电机运行的参数信息并将获取到的参数信息反馈至mcu控制模块；
13.mcu控制模块根据反馈的信息与预设参数信息进行对比，并根据对比结果发出相
应指令至驱动模块由驱动模块控制推杆电机执行对应指令；
14.当检测模块检测到电机在负载状态下运行参数发生变化，mcu控制模块能够根据检测模块反馈的检测参数发出相应指令至驱动模块，驱动模块收到指令后并执行从而调节电机转速进而使电机转速保持恒定；
15.当推杆电机停机时，mcu控制模板控制正反转开关使推杆电机反向制动实现自锁。
16.在一些实施方式中，运行参数包括推杆电机运行的电流和转速。
17.在一些实施方式中，mcu控制模块设有与之信号连接的报警模块。
18.在一些实施方式中，运行参数高于预设参数阈值时，电机停机报警。
19.在一些实施方式中，运行参数低于预设参数阈值时，电机继续运行。
20.本发明具有如下技术效果：当检测模块检测到电机停止时，发出信号至mcu控制模块，由mcu控制模块控制正反转开关启动从而使电机反向制动实现自锁，并且检测模块还能实时检测电机相关运行参数，当检测模块检测到电机在负载状态下转速发生变化时，mcu控制模块能够根据检测模块反馈的检测参数发出相应指令至驱动模块，驱动模块收到指令后并执行从而调节电机转速进而使电机转速保持恒定，如果电机遇到阻碍或卡死时，那么检测模块也能发出相关信号至mcu控制模块，由mcu控制模块发出信号及时关停电机，避免电机本身损坏烧毁。
附图说明
21.图1为本发明直流无刷推杆电机控制系统及其控制方法的控制系统结构示意图；
22.图2为本发明直流无刷推杆电机控制系统及其控制方法的控制方法流程示意图；
23.图3为本发明直流无刷推杆电机控制系统及其控制方法的控制方法流程示意图。
24.图中的标号与名称对应如下：1、电机；2、驱动模块；3、mcu控制模块；4、正反转开关；5、检测模块；6、转换模块；7、降压模块；8、预设位置开关；9、限位停止开关。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种直流无刷推杆电机控制系统，包括用于直接驱动电机1运行的驱动模块2，该电机1为直流无刷电机，该驱动模块2设有与之电连接用于直接驱动电机1运行的mcu控制模块3，电机1还设有与之信号连接的检测模块5，检测模块5主要用于检测电机1运行时的电流、转速等运行参数，该检测模块5还与mcu控制模块3信号连接，控制模块还分别设有与之电连接的正反转开关4、预设位置开关8和限位停止开关9，预设位置开关8用于在电机1带动推杆到达预设位置后断开以关停电机1，限位停止开关9包括上限位停止开关和下限位停止开关，当电机1带动推杆推动触碰上限位停止开关或下限位停止开关后，此时mcu控制模块3接收相关信息并及时传递至驱动模块2控制电机1停止，正反转开关4主要用于在电机1停止后发出信号至mcu控制模块3由mcu控制模块3控制驱动模块2带动电机1反向制动实现自锁，并且驱动模块2还设有与之电连接的三相电压，如有
需要也可将三相短接实现自锁，并且驱动模块2还设有与之电连接的用于将交流电转换为直流电的转换模块6，转换模块6还设有与之电连接的降压模块7，降压模块7与驱动模块2中的霍尔组件电连接，因该电机1为直流无刷电机，而直流无刷电机上的霍尔组件只能使用5v直流电，而电机1本身是使用12v～36v的直流电，又因为电机1连接的电源输出的为110v～220v之间的交流电，所以需要在电源与驱动模块2之间设有转换模块6和降压模块7，当电机1启动时，转换模块6将电源输出的110v～220v之间的交流电转换为12v～36v的直流电分别输出至电机1本身和降压模块7，降压模块7再将12v～36v的直流电降为5v的直流电输出至电机1上的霍尔组件供其使用。
27.请参阅图2-3，一种直流无刷推杆电机控制方法，包括：
28.根据步骤s10：电机1启动时，先通过检测模块5获取电机1运行的运行参数，并将获取到的参数信息反馈至mcu控制模块3，运行参数包括电机1运行的电流和转速等参数信息；
29.根据步骤s20：mcu控制模块3接收检测模块5反馈的运行参数信息，并根据接收的参数信息与系统内预设的参数信息进行对比，最后根据对比结果发出相应指令至驱动模块2，再由驱动模块2控制电机1执行对应指令控制电机1运行；
30.根据步骤s30：比如电机1在运行过程中遇到阻碍或卡死，如果电机1运行参数高于预设参数阈值时，此时mcu控制模块3发出指令至驱动模块2，由驱动模块2执行该指令控制电机1停机，并且mcu控制模块3设有与之信号连接的报警模块，报警模块为与mcu控制模块3电连接的蜂鸣器，当电机1运行参数高于预设参数阈值时，此时mcu控制模块3还会控制蜂鸣器发出报警。
31.根据步骤s40：如果电机1运行参数低于预设参数阈值时，此时mcu控制模块3发出指令到驱动模块2，由驱动模块2执行该指令控制电机1继续运行。
32.当电机1在负载状态下运行导致运行参数发生变化时，此时检测模块5检测到运行参数发生变化，从而将检测到发生变化的运行参数反馈至mcu控制模块3，mcu控制模块3收到反馈的信号修改相应指令后再次发送至驱动模块2，由驱动模块2收到指令后并执行从而调节电机1转速，进而使电机1在负载状态下也能使转速保持恒定。
33.在电机1运行之前，如果系统内预设有电机1带动推杆推动的预设位置，根据步骤s41：当电机1带动推杆推动触发预设位置时，此时mcu控制模块3接收预设位置开关8闭合指令，从而发送指令至驱动模块2；
34.根据步骤s42：驱动模块2接收到预设位置开关8闭合指令后，此时驱动模块2立即执行该指令并控制电机1停止。
35.根据步骤s43：当电机1停机的同时，此时正反转开关4打开从而控制电机1反向制动实现自锁，因驱动模块2还设有与之电连接的三相电压，如有需要也可采用三相短接使电机1本身产生磁拉力实现自锁，通过采用上述方向使电机1自锁，能够大大提高电机1的自锁力和提高相应的使用寿命。
36.因mcu控制模块3还分别设有与之电连接的上限位停止开关和下限位停止开关，所以当电机1带动推杆触发限位停止开关9时，此时mcu控制模块3接收相应指令并将指令传输至驱动模块2，由驱动模块2控制电机1停止。
37.在不同的预设程序中，驱动模块2能够控制单台或多台电机1进行规定距离的运动，
38.本发明的有益效果：该电机1采用直流无刷电机1，具有噪音小、效率高调速范围广和过载能力强的特点；
39.当检测模块5检测到电机1停止时，能够发出信号至mcu控制模块3，由mcu控制模块3控制正反转开关4启动从而使电机1反向制动实现自锁，采用电机1本身自锁，能够大大提高自锁力和提高相应使用寿命；
40.并且检测模块5还能实时检测电机1相关运行参数，当检测模块5检测到电机1在负载状态下转速发生变化时，mcu控制模块3能够根据检测模块5反馈的检测参数发出相应指令至驱动模块2，驱动模块2收到指令后并执行从而调节电机1转速进而使电机1转速保持恒定，如果电机1遇到阻碍或卡死时，那么检测模块5也能发出相关信号至mcu控制模块3，由mcu控制模块3发出信号及时关停电机1，避免电机1本身损坏烧毁。
41.最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种直流无刷推杆电机控制系统，其特征在于，包括用于直接驱动电机(1)运行的驱动模块(2)，所述驱动模块(2)设有与之电连接的mcu控制模块(3)，所述mcu控制模块(3)设有与之电连接用于控制电机(1)自锁的正反转开关(4)，所述电机(1)设有与之信号连接用于检测其运行参数的检测模块(5)，所述检测模块(5)与mcu控制模块(3)信号连接。2.根据权利要求1所述的直流无刷推杆电机控制系统，其特征在于，所述驱动模块(2)设有与之电连接用于将交流电转换为直流电的转换模块(6)。3.根据权利要求2所述的直流无刷推杆电机控制系统，其特征在于，所述转换模块(6)设有与之电连接的降压模块(7)，所述降压模块(7)与驱动模块(2)电连接。4.根据权利要求3所述的直流无刷推杆电机控制系统，其特征在于，所述转换模块(6)用于将220v的交流电转换为12v～36v的直流电，所述降压模块(7)用于将12v～36v的直流电降为5v的直流电。5.根据权利要求1所述的直流无刷推杆电机控制系统，其特征在于，所述mcu控制模块(3)还分别设有与之电连接的预设位置开关(8)和限位停止开关(9)。6.一种直流无刷推杆电机控制方法，包括：电机(1)启动，检测模块(5)获取电机(1)运行的运行参数并将获取到的参数信息反馈至mcu控制模块(3)；mcu控制模块(3)根据反馈的信息与预设参数信息进行对比，并根据对比结果发出相应指令至驱动模块(2)由驱动模块(2)控制电机(1)执行对应指令；当检测模块(5)检测到电机(1)在负载状态下运行参数发生变化，mcu控制模块(3)能够根据检测模块(5)反馈的检测参数发出相应指令至驱动模块(2)，驱动模块(2)收到指令后并执行从而调节电机(1)转速进而使电机(1)转速保持恒定；当推杆电机(1)停机时，mcu控制模板控制正反转开关(4)使电机(1)反向制动实现自锁。7.根据权利要求6所述的直流无刷推杆电机控制方法，其特征在于，所述运行参数包括电机(1)运行的电流和转速。8.根据权利要求6所述的直流无刷推杆电机控制方法，其特征在于，所述mcu控制模块(3)设有与之信号连接的报警模块。9.根据权利要求6所述的直流无刷推杆电机控制方法，其特征在于，所述运行参数高于预设参数阈值时，电机(1)停机报警。10.根据权利要求6所述的直流无刷推杆电机控制方法，其特征在于，所述运行参数低于预设参数阈值时，电机(1)继续运行。

技术总结
本发明涉及推杆电机领域，具体公开了一种直流无刷推杆电机控制系统及其控制方法，当检测模块检测到电机停止时，发出信号至MCU控制模块，由MCU控制模块控制正反转开关启动从而使电机反向制动实现自锁，并且检测模块还能实时检测电机相关运行参数，当检测模块检测到电机在负载状态下转速发生变化时，MCU控制模块能够根据检测模块反馈的检测参数发出相应指令至驱动模块，驱动模块收到指令后并执行从而调节电机转速进而使电机转速保持恒定，如果电机遇到阻碍或卡死时，那么检测模块也能发出相关信号至MCU控制模块，由MCU控制模块发出信号及时关停电机，避免电机本身损坏烧毁。避免电机本身损坏烧毁。避免电机本身损坏烧毁。


技术研发人员：王长军 侬柳江
受保护的技术使用者：佛山一诺微特电机系统有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/22