一种电机驱动装置及电机监控设备的制作方法

1.本实用新型涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机驱动装置及电机监控设备。


背景技术：

2.电机是一种将电能换为机械能的装置，主要作为拖动各种生产机械的动力装置在工业领域广泛的应用。随着工业自动化的发展，对电机进行实时、准确、可靠的控制是电机驱动装置的发展趋势。
3.目前，对电机驱动装置的控制主要是基于单一的开关量，电机的运行数据无法被实时获取，造成无法了解电机实时的运行状况，从而无法基于电机的运行状况进行实时、准确、可靠的驱动电机。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种电机驱动装置及电机监控设备，用以解决现有技术中的电机驱动装置驱动电机的准确性较低、实时性较差的问题。
5.本实用新型实施例提供的技术方案如下：
6.一方面，本实用新型实施例提供了电机驱动装置，包括：数据采集模块、控制模块和驱动接口模块；
7.数据采集模块的第一端与外部电机连接，数据采集模块的第二端与控制模块的第一端连接；数据采集模块用于实时采集外部电机的运行数据；
8.控制模块的第二端与驱动接口模块连接；控制模块用于根据外部电机运行数据生成电机的驱动信号；
9.驱动接口模块的第二端与外部电机连接，驱动接口模块用于将电机的驱动信号传输至连接的外部电机。
10.在一种可能的实施方式中，数据采集模块包括电流采集元件；
11.电流采集元件用于采集外部电机中压缩机连接的直流电源的母线电流。
12.在一种可能的实施方式中，电机驱动装置还包括：通信接口模块；
13.通信接口模块的第一端与控制模块的第三端连接，通信接口模块的第二端与外部上位机连接；通信接口模块用于将外部电机的运行数据传输至外部上位机。
14.在一种可能的实施方式中，通信接口模块包括：至少两个串口；
15.至少两个串口中的每个串口的第一端与控制模块的第三端连接，至少两个串口中的每个串口的第二端与外部上位机连接。
16.在一种可能的实施方式中，电机驱动装置还包括：外部控制接口模块；
17.外部控制接口模块的第一端与外部上位机连接，外部控制接口模块的第二端与控制模块的第四端连接；外部控制接口模块用于将输入的启停数据传输至控制模块。
18.在一种可能的实施方式中，电机驱动装置还包括：告警接口模块；
19.告警接口模块的第一端与控制模块的第五端连接，告警接口模块的第二端与外部上位机连接；告警接口模块用于将控制模块输出的告警数据传输至外部上位机。
20.在一种可能的实施方式中，电机驱动装置还包括：电源接口模块；
21.电源接口模块的第一端与外部电源连接，电源接口模块的第二端与控制模块的第六端连接；电源接口模块用于将外部电源提供的电压和电流传输至控制模块。
22.另一方面，本实用新型实施例提供了电机监控设备，包括：本实用新型实施例提供的上述电机驱动装置、至少一个电机和上位机；至少一个电机驱动装置中的每个电机驱动装置的第一端与上位机连接，至少一个电机驱动装置中的每个电机驱动装置的第二端对应连接至少一个电机中的一个电机。
23.在一种可能的实施方式中，电机监控设备还包括：显示模块；
24.显示模块与上位机连接；显示模块用于显示至少一个电机的运行数据。
25.在一种可能的实施方式中，电机监控设备还包括：数据管理模块；
26.数据管理模块与上位机连接；数据管理模块用于存储至少一个电机的运行数据和工艺数据。
27.本实用新型实施例的有益效果如下：
28.本实用新型实施例中，通过数据采集模块采集外部电机的运行数据，以使控制模块根据外部电机的运行数据生成外部电机的驱动信号通过驱动接口模块传输至外部电机，实现了根据外部电机的运行数据驱动外部电机，提升了电机驱动装置驱动电机的准确性，并且，输入至控制模块的运行数据是数据采集模块实时采集的，可以有效提升电机驱动装置驱动电机的实时性。
29.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地可以从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
30.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
31.图1为本实用新型实施例中电机驱动装置的第一种结构示意图；
32.图2为本实用新型实施例中电机驱动装置的第二种结构示意图；
33.图3为本实用新型实施例中电机驱动装置的第三种结构示意图；
34.图4为本实用新型实施例中电机驱动装置的第四种结构示意图；
35.图5为本实用新型实施例中电机驱动装置的第五种结构示意图；
36.图6为本实用新型实施例中电机驱动装置的第六种结构示意图；
37.图7为本实用新型实施例中电机监控设备的第一种结构示意图；
38.图8为本实用新型实施例中电机监控设备的第二种结构示意图；
39.图9为本实用新型实施例中电机监控设备中显示器的界面的示意图；
40.图10为本实用新型实施例中电机监控设备的第三种结构示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
42.本实用新型实施例提供了一种电机驱动装置100，参阅图1所示，该电机驱动装置100包括：数据采集模块110、控制模块120和驱动接口模块130；
43.数据采集模块110的第一端与外部电机连接，数据采集模块110的第二端与控制模块120的第一端连接；数据采集模块110用于实时采集外部电机的运行数据；
44.控制模块120的第二端与驱动接口模块130连接；控制模块120用于根据外部电机的运行数据生成电机的驱动信号；
45.驱动接口模块130的第二端与外部电机连接，驱动接口模块130用于将电机的驱动信号传输至连接的外部电机。
46.实际应用中，控制模块120可以是单片机，外部电机可以是无感无刷电机。驱动接口模块130主要包括三个接口，每个接口对应输出电机三相中的一相的驱动信号。电机驱动装置100通过驱动接口模块130的三个接口中的第一接口连接至电机的接线端u，电机驱动装置100通过驱动接口模块130的三个接口中的第二接口连接至电机的接线端v，电机驱动装置100通过驱动接口模块130的三个接口中的第三接口连接至电机的接线端w。数据采集模块110将采集到的外部电机的运行数据输入至控制模块120，其中，数据采集模块110主要是采集外部电机的运行数据，具体的，数据采集模块110采集的可以是外部电机的电流数据，控制模块120可以根据外部电机的电流数据计算电机的压缩机转子的位置和力矩，进一步确定电机的驱动信号中的驱动电压等数据，并将驱动信号通过驱动接口模块130的三个接口传输至外部电机。这样，通过数据采集模块110采集外部电机的运行数据，以使控制模块120根据外部电机的运行数据生成外部电机的驱动信号通过驱动接口模块130传输至外部电机，实现根据外部电机的运行数据控驱动部电机，提升了电机驱动装置100驱动电机的准确性，并且，输入至控制模块120的运行数据是数据采集模块110实时采集的，可以有效提升电机驱动装置100驱动电机的实时性。
47.在一种可能的实施方式中，数据采集模块110包括电流采集元件；
48.电流采集元件用于采集外部电机中压缩机连接的直流电源的母线电流。
49.实际应用中，数据采集模块110中可以包括电流采集元件，具体的，电流采集元件可以是采样电阻、霍尔传感器等采样元件中的一种或几种。数据采集模块110还可以是电流采集电路，具体可以根据电机的类型和实际需求进行对应设置。电流采集元件采集的是外部电机的压缩机连接的直流电源的母线电流，以使控制模块120根据直流电源的母线电流计算电机的压缩机转子的位置和力矩，进一步确定电机的驱动信号中的驱动电压等数据。
50.在一种可能的实施方式中，参阅图2所示，电机驱动装置100还包括：通信接口模块140；
51.通信接口模块140的第一端与控制模块120的第三端连接，通信接口模块140的第二端与外部上位机连接；通信接口模块140用于将外部电机的运行数据传输至外部上位机。
52.实际应用中，控制模块120可以将外部电机的运行数据通过通信接口模块140传输
至外部上位机。通信接口模块140主要是根据接口中预设的通信协议将外部电机的运行数据的传输至上位机。
53.在一种可能的实施方式中，参阅图3所示，通信接口模块140包括：至少两个串口；
54.至少两个串口中的每个串口的第一端与控制模块120的第三端连接，至少两个串口中的每个串口的第二端与外部上位机连接。
55.实际应用中，通信模块的串口类型可以是采用rs-232-c标准的串口、采用rs-422标准的串口和采用rs-485标准的串口等串口中的一种或几种。以通信接口模块140包括两个采用rs-485标准的串口为例，通过设置两个采用rs-485标准的串口，将数据以差分信号的方式传输至上位机，可以有效的抑制共模干扰，在工业现场环境复杂、干扰较多的情况下，可以有效的提高数据传输的可靠性。
56.在一种可能的实施方式中，参阅图4所示，电机驱动装置100还包括：外部控制接口模块150；
57.外部控制接口模块150的第一端与外部上位机连接，外部控制接口模块150的第二端与控制模块120的第四端连接；外部控制接口模块150用于将输入的启停数据传输至控制模块120。
58.实际应用中，外部控制接口传输的启停数据可以是一个开关量数据，该开关量数据可以是从上位机输入的，还可以是通过将外部控制接口模块150连接一个外部开关，通过手动或非手动的控制方式控制开关生成开关量输入电机驱动装置100。该开关量为“0”时，代表外部输入启动数据，外部控制接口模块150将启动数据传输至控制模块120，以使控制模块120持续输出驱动信号；该开关量为“1”时，代表外部输入停止数据，外部控制接口模块150将停止数据传输至控制模块120，以使控制模块120停止输出驱动信号，开关量的数值与数据的对应关系在此不作限制。
59.在一种可能的实施方式中，参阅图5所示，电机驱动装置100还包括：告警接口模块160；
60.告警接口模块160的第一端与控制模块120的第五端连接，告警接口模块160的第二端与外部上位机连接；告警接口模块160用于将控制模块120输出的告警数据传输至外部上位机。
61.实际应用中，告警接口模块160输出的告警数据是由控制模块120生成的。控制模块120接收外部电机的运行数据后，会将外部电机的运行数据与预设的阈值范围相比较，若外部电机的运行数据不在预设的阈值范围，则代表外部电机出现运行故障，控制模块120生成告警数据，告警数据通过告警接口模块160发送至外部上位机，以使外部上位机确定电机驱动装置100连接的外部电机出现故障。
62.在一种可能的实施方式中，参阅图6所示，电机驱动装置100还包括：电源接口模块170；
63.电源接口模块170的第一端与外部电源连接，电源接口模块170的第二端与控制模块120的第六端连接；电源接口模块170用于将外部电源提供的电压和电流传输至控制模块120。
64.实际应用中，电源接口模块170中包含电源接口，电源接口的类型可以根据实际需求进行设置。电源接口模块170用于将外部电源提供的电压和电流传输至控制模块120，以
实现为电机驱动装置100供电。外部电源可以输入18v～33v的直流电为电机驱动装置100供电。
65.基于同一构思，本实用新型实施例还提供了一种电机监控设备200，参阅图7所示，该电机监控设备200包括：本实用新型实施例提供的上述的电机驱动装置100、至少一个电机210和上位机220；至少一个电机驱动装置100中的每个电机驱动装置100的第一端与上位机220连接，至少一个电机驱动装置100中的每个电机驱动装置100的第二端对应连接至少一个电机210中的一个电机210。
66.实际应用中，电机监控设备200的上位机220可以是hmi(human machine interface，人机界面)或pcl(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)及计算机。电机监控设备200的上位机220与至少一个电机驱动装置100连接，上位机220可以接收到至少一个电机驱动装置100发送的对应电机210的运行数据、对应电机210的告警数据，还可以发送启停数据至电机驱动装置100，以使电机驱动装置100控制对应电机210启动或停止。电机监控设备200可以实时的掌握电机的运行数据，并通过电机驱动装置100进行精准、实时的驱动控制，电机监控设备200还可以实时确定电机210的故障情况，给维护工人和操作人员带来方便，节约了故障的处理时间。电机监控设备200还可以对接mes系统(manufacturing execution system，制造执行系统)。
67.在一种可能的实施方式中，参阅图8所示，电机监控设备200还包括：显示模块230；
68.显示模块230与上位机220连接；显示模块230用于显示至少一个电机210的运行数据。
69.实际应用中，显示模块230与上位机220连接，可以显示上位机220接收到的电机210的运行数据，还可以显示电机的实际转速和监控数据。显示模块230可以是显示器，显示器的具体界面可以参阅图9所示，界面中分区显示电机监控设备200中每个电机210的实际电流、实际转速和监控数据。
70.在一种可能的实施方式中，参阅图10所示，电机监控设备200还包括：数据管理模块240；
71.数据管理模块240与上位机220连接；数据管理模块240用于存储至少一个电机210的运行数据和工艺数据。
72.实际应用中，数据管理模块240主要用于存储与电机210对应连接的至少一个电机驱动装置100发送的运行数据，还可以存储电机的转速数据和监控数据。电机监控设备200中还可以存储有表示至少一个电机210的制造生产信息的工艺数据。
73.本实用新型实施例提供的电机监控设备中，由于电机驱动装置可以提升电机驱动装置驱动电机的准确性与实时性，因此，使用取料装置的电机监控设备也具有相应的优点，并且，电机监控设备还可以对电机的运行数据进行存储与显示，使维护工人和操作人员可以实时、准确且直观的了解电机的运行状态。
74.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
75.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本
实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种电机驱动装置，其特征在于，包括：数据采集模块、控制模块和驱动接口模块；所述数据采集模块的第一端与外部电机连接，所述数据采集模块的第二端与所述控制模块的第一端连接；所述数据采集模块用于实时采集外部电机的电流数据；所述控制模块的第二端与所述驱动接口模块连接；所述控制模块用于根据外部电机运行数据生成电机的驱动信号；所述驱动接口模块的第二端与外部电机连接，所述驱动接口模块用于将电机的驱动信号传输至连接的外部电机；其中，所述驱动接口模块包括三个接口，所述三个接口中的第一接口连接至电机的接线端u，所述三个接口中的第二接口连接至电机的接线端v，所述三个接口中的第三接口接至电机的接线端w。2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，所述数据采集模块包括电流采集元件；所述电流采集元件用于采集所述外部电机中压缩机连接的直流电源的母线电流。3.根据权利要求1或2所述的电机驱动装置，其特征在于，还包括：通信接口模块；所述通信接口模块的第一端与所述控制模块的第三端连接，所述通信接口模块的第二端与外部上位机连接；所述通信接口模块用于将所述外部电机的运行数据传输至外部上位机。4.根据权利要求3所述的电机驱动装置，其特征在于，所述通信接口模块包括：至少两个串口；所述至少两个串口中的每个串口的第一端与所述控制模块的第三端连接，所述至少两个串口中的每个串口的第二端与外部上位机连接。5.根据权利要求3所述的电机驱动装置，其特征在于，还包括：外部控制接口模块；所述外部控制接口模块的第一端与所述外部上位机连接，所述外部控制接口模块的第二端与所述控制模块的第四端连接；所述外部控制接口模块用于将输入的启停数据传输至所述控制模块。6.根据权利要求5所述的电机驱动装置，其特征在于，还包括：告警接口模块；所述告警接口模块的第一端与所述控制模块的第五端连接，所述告警接口模块的第二端与外部上位机连接；所述告警接口模块用于将所述控制模块输出的告警数据传输至所述外部上位机。7.根据权利要求6所述的电机驱动装置，其特征在于，还包括：电源接口模块；所述电源接口模块的第一端与外部电源连接，所述电源接口模块的第二端与所述控制模块的第六端连接；所述电源接口模块用于将外部电源提供的电压和电流传输至所述控制模块。8.一种电机监控设备，其特征在于，包括：至少一个如权利要求1-7任一项所述的电机驱动装置、至少一个电机和上位机；至少一个电机驱动装置中的每个电机驱动装置的第一端与所述上位机连接，所述至少一个电机驱动装置中的每个电机驱动装置的第二端对应连接至少一个电机中的一个电机。9.根据权利要求8所述的电机监控设备，其特征在于，还包括：显示模块；所述显示模块与所述上位机连接；所述显示模块用于显示所述至少一个电机的运行数据。
10.根据权利要求9所述的电机监控设备，其特征在于，还包括：数据管理模块；所述数据管理模块与所述上位机连接；所述数据管理模块用于存储所述至少一个电机的运行数据和工艺数据。

技术总结
本实用新型公开了一种电机驱动装置及电机监控设备，应用于电机控制技术领域，用以解决现有技术中电机驱动装置驱动电机的准确性较低、实时性较差的问题，具体包括：数据采集模块、控制模块和驱动接口模块；数据采集模块用于实时采集外部电机的运行数据；控制模块用于根据外部电机的运行数据生成电机的驱动信号；驱动接口模块用于将电机的驱动信号传输至连接的外部电机。这样，根据运行数据控制外部电机，提升了电机驱动装置驱动电机的准确性，并且，输入至控制模块的运行数据是数据采集模块实时采集的，可以有效提升电机驱动装置驱动电机的实时性。机的实时性。机的实时性。


技术研发人员：郑云福
受保护的技术使用者：深圳市鑫创电机科技有限公司
技术研发日：2022.12.20
技术公布日：2023/8/8