一種電動叉車交流伺服控制系統的電流反饋電路的製作方法

2023-06-12 21:29:51

專利名稱：一種電動叉車交流伺服控制系統的電流反饋電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電機控制技術領域，涉及一種電動叉車交流伺服控制系統中的電流反饋電路。
背景技術：
叉車在物流領域發揮著巨大作用。叉車按照動力方式來分類，可以分為內燃叉車和電動叉車。由於電動叉車具有下述優點使用時無尾氣排放，低噪聲，操作方便而靈巧，運行平穩，國內外用戶對電動叉車的需求量不斷增加。直流驅動由於成本比較便宜，長期以來作為驅動方式被廣泛應用於電動設備。然而直流驅動系統由於本身在性能、維修等方面存在一些固有的缺陷。相比之下，以交流電機為核心的交流伺服驅動系統具有效率高、可靠性強、體積小、結構簡單、調速範圍寬、低速恆轉矩、高速恆功率、維護成本低的特點，被稱為是 21世紀電動叉車的革命性技術。叉車交流伺服控制系統是叉車交流伺服驅動系統中的控制中心，而系統運行狀態信號的反饋是整個控制系統至關重要的一環，只有通過反饋電路控制心痛才能實時監測系統運行的狀態信號，才能使系統成為真正意義上的效率高，可靠性強的交流伺服驅動系統。 當前市場上已經出現了相關的電流反饋電路，但是安全性、抗幹擾能力和精度等都不能完全滿足要求，開發一種安全性好、抗幹擾能力強、精度高的電動叉車交流伺服控制系統的反饋電路就變得十分迫切。
發明內容本實用新型的目的就是針對現有技術的不足，提供一種電動叉車交流伺服控制系統的電流反饋電路。本實用新型包括結構相同的行走電機電流反饋電路和液壓電機電流反饋電路以及TMS320F2812數字處理晶片，每個電機電流反饋電路具體包括八個運算放大器、十四個分壓電阻、兩個限流電阻、一個上拉電阻、兩個鉗位二極體、五個濾波電容。第一運算放大器Ul的正向輸入端作為電機U相電流信號的輸入端，反相輸入端和輸出端與第一分壓電阻RlOl的一端連接，第一分壓電阻RlOl的另一端與第一鉗位二極體 Dl的陽極、第二分壓電阻R102的一端連接，第二分壓電阻R102的另一端與第三分壓電阻 R103的一端連接作為電機U相電流信號輸出端，第三分壓電阻R103的另一端接模擬地，第一鉗位二極體Dl的陰極接3. 3V模擬電源；第二運算放大器U2的正向輸入端作為電機V相電流信號的輸入端，反相輸入端和輸出端與第四分壓電阻R104的一端連接，第四分壓電阻 R104的另一端與第二鉗位二極體D2的陽極、第五分壓電阻R105的一端連接，第五分壓電阻R105的另一端與第六分壓電阻R106的一端連接作為電機V相電流信號輸出端，第六分壓電阻R106的另一端接模擬地，第二鉗位二極體D2的陰極接3. 3V模擬電源；第一運算放大器Ul的輸出端與第一限流電阻R201的一端、第一濾波電容Cl的一端、第七分壓電阻R107的一端連接，第一濾波電容Cl的另一端接數字地；第二運算放大器U2的輸出端與第二限流電阻R202的一端、第二濾波電容C2的一端、第八分壓電阻R108的一端連接，第二濾波電容C2的另一端接數字地；第三濾波電容C3的一端與第七分壓電阻 R107的另一端、第八分壓電阻R108的另一端、第三運算放大器U3的反相輸入端、第四運算放大器U4的正向輸入端連接，第三濾波電容C3的另一端接數字地；第一限流電阻R201的另一端與第五運算放大器U5的反相輸入端、第六運算放大器U6的正向輸入端連接，第二限流電阻R202的另一端與第七運算放大器U7的反相輸入端、第八運算放大器U8的正向輸入端連接，第五運算放大器U5的正向輸入端、第七運算放大器U7的正向輸入端與第九分壓電阻R109的一端、第十分壓電阻RllO的一端連接，第六運算放大器U6的反相輸入端、第八運算放大器U8的反相輸入端與第十分壓電阻RllO的另一端、第十一分壓電阻IUll的一端連接，第九分壓電阻R109的另一端接5V電源，第十一分壓電阻Rlll的另一端接數字地；第三運算放大器U3的正向輸入端與第十二分壓電阻R112的一端、第十三分壓電阻R113的一端、第四濾波電容C4的一端連接，第四運算放大器U4的反相輸入端與第十三分壓電阻R113的另一端、第十四分壓電阻R114的一端、第五濾波電容C5的一端連接，第四濾波電容C4的另一端、第十二分壓電阻R112的另一端接5V電源，第五濾波電容C5的另一端、第十四分壓電阻R114的另一端接數字地；第一上拉電阻R301的一端接3. 3V數字電源，另一端與第三運算放大器U3的輸出端、第四運算放大器U4的輸出端、第五運算放大器TO的輸出端、第六運算放大器TO的輸出端、第七運算放大器U7的輸出端、第八運算放大器U8的輸出端連接，作為過流信號輸出端。行走電機電流反饋電路中的電機U相電流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的168腳連接，電機V相電流信號輸出端與TMS320M812數字處理晶片的167腳連接，過流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的110腳連接；液壓電機電流反饋電路中的電機U相電流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的8腳連接，電機V相電流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的9腳連接，過流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的79腳連接。本實用新型中用到的TMS320F2812數字處理晶片擁有16個12位的A/D採樣口， 保證了採樣的精度；本實用新型電路中電流反饋信號採用了運放匹配阻抗，減小了前後信號之間的相互幹擾及影響並增加了驅動能力；本實用新型的電流反饋電路中通過電流反饋信號與設定電位作比較，產生過流信號，直接輸入到TMS320F2812數字處理晶片的硬體中斷口，使系統停止運行，從而保護了系統，提高了系統的安全性。

圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為圖1中的行走或液壓電機電流反饋電路示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，一種電動叉車交流伺服控制系統的電流反饋電路包括結構相同的行走電機電流反饋電路1和液壓電機電流反饋電路2以及TMS320F2812數字處理晶片。如圖2所示，每個電機電流反饋電路具體包括八個運算放大器、十四個分壓電阻、兩個限流電阻、一個上拉電阻、兩個鉗位二極體、五個濾波電容。第一運算放大器Ul的正向輸入端作為電機U相電流信號的輸入端，反相輸入端和輸出端與第一分壓電阻RlOl的一端連接，第一分壓電阻RlOl的另一端與第一鉗位二極體 Dl的陽極、第二分壓電阻R102的一端連接，第二分壓電阻R102的另一端與第三分壓電阻 R103的一端連接作為電機U相電流信號輸出端，第三分壓電阻R103的另一端接模擬地，第一鉗位二極體Dl的陰極接3. 3V模擬電源；第二運算放大器U2的正向輸入端作為電機V相電流信號的輸入端，反相輸入端和輸出端與第四分壓電阻R104的一端連接，第四分壓電阻 R104的另一端與第二鉗位二極體D2的陽極、第五分壓電阻R105的一端連接，第五分壓電阻R105的另一端與第六分壓電阻R106的一端連接作為電機V相電流信號輸出端，第六分壓電阻R106的另一端接模擬地，第二鉗位二極體D2的陰極接3. 3V模擬電源；第一運算放大器Ul的輸出端與第一限流電阻R201的一端、第一濾波電容Cl的一端、第七分壓電阻R107的一端連接，第一濾波電容Cl的另一端接數字地；第二運算放大器 U2的輸出端與第二限流電阻R202的一端、第二濾波電容C2的一端、第八分壓電阻R108的一端連接，第二濾波電容C2的另一端接數字地；第三濾波電容C3的一端與第七分壓電阻 R107的另一端、第八分壓電阻R108的另一端、第三運算放大器U3的反相輸入端、第四運算放大器U4的正向輸入端連接，第三濾波電容C3的另一端接數字地；第一限流電阻R201的另一端與第五運算放大器U5的反相輸入端、第六運算放大器U6的正向輸入端連接，第二限流電阻R202的另一端與第七運算放大器U7的反相輸入端、第八運算放大器U8的正向輸入端連接，第五運算放大器U5的正向輸入端、第七運算放大器U7的正向輸入端與第九分壓電阻R109的一端、第十分壓電阻RllO的一端連接，第六運算放大器U6的反相輸入端、第八運算放大器U8的反相輸入端與第十分壓電阻RllO的另一端、第十一分壓電阻Rlll的一端連接，第九分壓電阻R109的另一端接5V電源，第十一分壓電阻Rlll的另一端接數字地；第三運算放大器U3的正向輸入端與第十二分壓電阻R112的一端、第十三分壓電阻R113的一端、第四濾波電容C4的一端連接，第四運算放大器U4的反相輸入端與第十三分壓電阻R113的另一端、第十四分壓電阻R114的一端、第五濾波電容C5的一端連接，第四濾波電容C4的另一端、第十二分壓電阻R112的另一端接5V電源，第五濾波電容C5的另一端、第十四分壓電阻R114的另一端接數字地；第一上拉電阻R301的一端接3. 3V數字電源，另一端與第三運算放大器U3的輸出端、第四運算放大器U4的輸出端、第五運算放大器TO的輸出端、第六運算放大器TO的輸出端、第七運算放大器U7的輸出端、第八運算放大器U8的輸出端連接，作為過流信號輸出端。行走電機電流反饋電路中的電機U相電流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的168腳連接，電機V相電流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的167腳連接，過流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的110腳連接；液壓電機電流反饋電路中的電機U相電流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的8腳連接，電機V相電流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的9腳連接，過流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的79腳連接。
權利要求1. 一種電動叉車交流伺服控制系統的電流反饋電路，包括結構相同的行走電機電流反饋電路和液壓電機電流反饋電路以及TMS320F2812數字處理晶片，其特徵在於每個電機電流反饋電路具體包括八個運算放大器、十四個分壓電阻、兩個限流電阻、一個上拉電阻、 兩個鉗位二極體、五個濾波電容；第一運算放大器(Ul)的正向輸入端作為電機U相電流信號的輸入端，反相輸入端和輸出端與第一分壓電阻(RlOl)的一端連接，第一分壓電阻(RlOl)的另一端與第一鉗位二極體(Dl)的陽極、第二分壓電阻(R102)的一端連接，第二分壓電阻(R102)的另一端與第三分壓電阻(R103)的一端連接作為電機U相電流信號輸出端，第三分壓電阻(R103)的另一端接模擬地，第一鉗位二極體(Dl)的陰極接3. 3V模擬電源；第二運算放大器(似)的正向輸入端作為電機V相電流信號的輸入端，反相輸入端和輸出端與第四分壓電阻(R104) 的一端連接，第四分壓電阻(R104)的另一端與第二鉗位二極體(擬)的陽極、第五分壓電阻(R105)的一端連接，第五分壓電阻(R105)的另一端與第六分壓電阻(R106)的一端連接作為電機V相電流信號輸出端，第六分壓電阻(R106)的另一端接模擬地，第二鉗位二極體 (D2)的陰極接3. 3V模擬電源；第一運算放大器(Ul)的輸出端與第一限流電阻(R201)的一端、第一濾波電容(Cl)的一端、第七分壓電阻(R107)的一端連接，第一濾波電容(Cl)的另一端接數字地；第二運算放大器(似)的輸出端與第二限流電阻￠20 的一端、第二濾波電容(以)的一端、第八分壓電阻(R108)的一端連接，第二濾波電容(以)的另一端接數字地；第三濾波電容(C3)的一端與第七分壓電阻(R107)的另一端、第八分壓電阻(R108)的另一端、第三運算放大器 (U3)的反相輸入端、第四運算放大器(U4)的正向輸入端連接，第三濾波電容(O)的另一端接數字地；第一限流電阻(R201)的另一端與第五運算放大器(TO)的反相輸入端、第六運算放大器(U6)的正向輸入端連接，第二限流電阻(R202)的另一端與第七運算放大器(U7)的反相輸入端、第八運算放大器(U8)的正向輸入端連接，第五運算放大器(TO)的正向輸入端、第七運算放大器(U7)的正向輸入端與第九分壓電阻(R109)的一端、第十分壓電阻(RllO)的一端連接，第六運算放大器(U6)的反相輸入端、第八運算放大器(U8)的反相輸入端與第十分壓電阻(RllO)的另一端、第十一分壓電阻(Rlll)的一端連接，第九分壓電阻(R109)的另一端接5V電源，第十一分壓電阻(Rlll)的另一端接數字地；第三運算放大器(U； )的正向輸入端與第十二分壓電阻(RlU)的一端、第十三分壓電阻(RlU)的一端、第四濾波電容(C4)的一端連接，第四運算放大器(U4)的反相輸入端與第十三分壓電阻(R113)的另一端、第十四分壓電阻(R114)的一端、第五濾波電容(C5)的一端連接，第四濾波電容(C4)的另一端、第十二分壓電阻(R112)的另一端接5V電源，第五濾波電容(C5)的另一端、第十四分壓電阻(R114)的另一端接數字地；第一上拉電阻(R301)的一端接3. 3V數字電源，另一端與第三運算放大器(TO)的輸出端、第四運算放大器(U4)的輸出端、第五運算放大器(TO)的輸出端、第六運算放大器(U6) 的輸出端、第七運算放大器(U7)的輸出端、第八運算放大器(U8)的輸出端連接，作為過流信號輸出端；行走電機電流反饋電路中的電機U相電流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的 168腳連接，電機V相電流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的167腳連接，過流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的110腳連接；液壓電機電流反饋電路中的電機U 相電流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的8腳連接，電機V相電流信號輸出端與 TMS320F2812數字處理晶片的9腳連接，過流信號輸出端與TMS320F2812數字處理晶片的 79腳連接。
專利摘要本實用新型涉及一種電動叉車交流伺服控制系統的電流反饋電路。現有產品安全性、抗幹擾能力和精度不夠。本實用新型包括結構相同的行走電機電流反饋電路和液壓電機電流反饋電路以及TMS320F2812數字處理晶片，每個電機電流反饋電路具體包括八個運算放大器、十四個分壓電阻、兩個限流電阻、一個上拉電阻、兩個鉗位二極體、五個濾波電容。本實用新型中採用的數字處理晶片擁有16個12位的A/D採樣口，保證了採樣的精度；採用了運放匹配阻抗，減小了前後信號之間的相互幹擾及影響並增加了驅動能力，並且通過電流反饋信號與設定電位作比較，能夠使系統停止運行，從而提高了系統的安全性。
文檔編號H02P23/00GK202135095SQ201120194979
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者馮火青, 趙慧剛 申請人:杭州奧蒂電控有限公司