高速无刷直流电机分立电源控制系统的设计

高速无刷直流电机具有体积小、效率高、能量密度大等诸多优点，因此已被选为高速旋转机械的驱动电源备选方案之一。由于技术敏感性， 美 国、Ｕｒａｎｃｏ、俄 罗 斯 均 对 该 项 技 术 禁 止 出 口。 由于一般的高速旋转机械空间很小，因此在目前 的高速无刷直流电机控制系统中，电机驱动电源 与控制电源使用同一供电装置，以达到在实现功 能的同时减少控制系统的体积，使之小型化，以 便达到适用于高速旋转机械的目的。
如何将两种电源合理分立，保 证 控 制 系 统 完成控制高速无刷直流电机的任务，且不影响 其他电路的结构是一个难题。其难点在于放置 电路板的空间很小，将两种电源分立会增大占 用空间，甚至超出可使用面积。因此，既要 对两种电源进行分立，又要在有限空间内设计 出新的电路板结构，保证电机正常运行。

合愉电机考虑到高速旋转机械稳定运行的特殊要 求，本文拟进行电机驱动电源与控制电源的分 立设计，以便将电机驱动电源与控制电源有效 分离，并对电源控制系统的信号处理系统、信号 分配系统和电源保护系统等进行重新设计，使 其体积更 小、功 率 更 低、电 源 无 串 扰 且 稳 定 可 靠。重新设计的电源控制系统要达到以下要 求：
１）在不扰乱所有信号正常运行的情况下， 改变原有的信号处理方式；
２）使获得的霍尔信 号按 顺 序 译 码 成 为 ＩＧＢＴ 门 极 的 导 通 信 号；
３）保证电机驱动电源与控制电源分离后，电路 中各信号不出现串扰，能单独、稳定地分别控制 电机和控制系统，并保证在非手调的状态下，维 持电压和电流在合理的范围内，即合理地设置 电压和电流的保护电路。

由于放置电路板的空间很 小，将 原 有 电 源 分立成电机驱动电源和控制电源后，占据空间 会超出原有设计空间，导致分立电源后的电路 板无法放置在原有空间，因此需对电路板的其 他部分进行相应的设计改进。

信号处理系统的改进
电机驱动电源与控制电源 分 立 设 计 前，原 信号处理系统由于电源采用公用设计，电源和 信号捕获系统融为一体。

电源保护系统的改进
在分立电源后，电源保护系统需重新设计 以满足 新 的 控 制 系 统 的 要 求，其 中 电 容 和 电 阻的组合用来 引 导 超 过 额 定 值 的 电 流 离 开 高 速无刷 直 流 电 机 控 制 系 统，实 现 给 电 机 断 电。

１）上海合愉机电通过对高速无刷直流电机驱动电源和 控制电源的分立，解决了信号串扰问题。
２）上海合愉机电通过模块化设计，独立设计了信号处理 系统，实现了高速无刷直流电机控制系统６路 控制信号的正确处理。
３）本文设 计 的 高 速 无 刷 直 流 电 机 分 立 电 源控制系统，实现了控制电源的精细化控制及 驱动电源的宽幅输出，解决了所驱动高速旋转 机械的失效问题。