CN201278507Y - 电机转速控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机转速控制装置，涉及电机控制领域，为能够调节电机的转速而设计。所述电机转速控制装置，包括控制器，用于产生脉冲控制信号；电机驱动电路，与所述控制器相连接，用于根据所述控制器发出的脉冲控制信号控制所述电机的启动与停止；电机转速控制电路，与所述控制器相连接，用于根据所述控制器发出的脉冲控制信号的占空比控制所述电机的转速。本实用新型可用于控制电机转速。

Description

电机转速控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种电机控制装置，尤其涉及一种能够调节电机转速的电机转速控制装置。

背景技术

为了避免汽车发动机过热，通常使用水冷的方法对发动机进行冷却，冷却水在汽车发动机的散热器里不断循环，从而带走汽车发动机所产生的热量，达到冷却汽车发动机的目的。

然而如果汽车发动机的温度很高，使得冷却水的温度也随之上升到一定高度时，仅仅使用冷却水循环就难以使汽车发动机的温度恢复到正常值，因此，需要采用一种冷却装置来对冷却水进行冷却，普遍的做法是在汽车散热器后面安装冷却风扇强制通风，对冷却水进行空冷。

汽车用冷却风扇使用电机驱动进行工作，当散热器的温度较高时，需要使冷却风扇转速加快，对散热器加速冷却，而当散热器的温度较低时，对冷却风扇而言，则不需要太高的转速，因此这就要求所述冷却风扇的转速能根据散热器的温度高低而进行调节。

但是目前，现有汽车用冷却风扇电机在全压下启动，并始终在全压下工作，其转速不可调节。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种电机转速控制装置，能够对电机的转速进行调节。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种电机转速控制装置，所述装置包括：控制器，用于产生脉冲控制信号；电机驱动电路，与所述控制器相连接，用于根据所述控制器发出的脉冲控制信号控制所述电机的启动与停止；电机转速控制电路，与所述控制器相连接，用于根据所述控制器发出的脉冲控制信号的占空比控制所述电机的转速。

为保证所述电机在正常电压下工作，所述装置还包括过压、欠压保护电路，所述过压、欠压保护电路一端与所述控制器相连，另一端与所述电机的电源相连，用于根据所述电源电压的高低，对所述电机进行过压和欠压保护。

为保证所述电机在正常的温度环境下工作，所述装置还包括过温保护电路，所述过温保护电路一端与所述控制器相连，另一端接地，用于根据环境温度控制所述电机。

其中，所述过温保护电路包括热敏电阻。

为了能够更加准确地控制所述电机的转速，所述装置还包括输出脉冲取样电路，所述脉冲取样电路一端与所述控制器相连，另一端与所述电机驱动电路的输出端相连，用于对电机驱动电路中的控制脉冲信号进行取样，并将取样信息反馈给所述控制器，以调节脉冲宽度。

为排除其他介质对所述电机输入电源的干扰，所述装置还包括电源输入处理电路，所述电源输入处理电路设在所述电机的电源与所述过压、欠压保护电路之间，用于排除输入电源的干扰因素。

所述装置可用于汽车用冷却风扇电机中，且所述控制器与汽车电脑主板相连，用于接收汽车电脑主板传递的信号，并根据所述信号产生脉冲控制信号。

为了能够根据汽车散热器中冷却水的温度来控制所述电机的启动并调节转速，所述装置还包括温度传感器，所述温度传感器设置在汽车散热器上并与汽车电脑主板相连，用于检测汽车散热器中冷却水的温度，并将次温度信号传递给汽车电脑主板。

其中，所述控制器为PIC16F716型集成芯片，所述集成芯片内部包含一个10位A/D转换器，和一个增强型捕捉比较PWM调制的8位内存单片机。

本实用新型提供一种电机转速控制装置，所述控制器能够产生控制脉冲信号，当所输出的脉冲控制信号的电压达到所述电机的启动电压后，所述电机驱动电路驱动所述电机启动，否则所述电机停止，且所输出的脉冲控制信号的占空比可以是不断变化的，随着所述脉冲控制信号占空比的变化，所述脉冲控制信号电压也不断变化，所述电机转速控制电路根据所述脉冲控制信号电压能够调节所述电机的转速，当所述脉冲控制信号占空比达到100％时，所述电机的转速最快。因此，通过本实用新型电机转速控制装置，能够对所述电机的转速进行调节。

附图说明

图1为本实用新型电机转速控制装置中控制器的外部结构图；

图2为本实用新型电机转速控制装置中电机驱动电路和脉冲取样电路的电路图；

图3为本实用新型电机转速控制装置中电机转速控制电路的电路图；

图4为本实用新型电机转速控制装置整体结构示意图；

图5为本实用新型电机转速控制装置的整体电路图；

图6为本实用新型电机转速控制装置中过压、欠压保护电路的电路图；

图7为本实用新型电机转速控制装置中过温保护电路的电路图；

图8为本实用新型电机转速控制装置中电源输入处理电路的电路图；

图9为本实用新型电机转速控制装置中+5V稳压电路的电路图。

具体实施方式

本实用新型旨在提供一种电机转速控制装置，能够对电机的转速进行调节。

下面结合附图对本实用新型电机转速控制装置进行详细描述。

本实用新型电机转速控制装置主要包括三个部分：

如图1所示，控制器1，该控制器1为集成芯片，该集成芯片由多个管脚组成，在其管脚上可接入外围电路以完成一些特定功能，该集成芯片还能够利用烧制在其中的软件程序产生控制脉冲信号，该控制脉冲是具有一定频率和占空比的脉冲信号，该脉冲信号可直接由控制器1的管脚输出。

如图2所示，电机驱动电路2，用于根据控制器1所发出的控制脉冲控制所述电机的启动和停止，由大量的二极管、三极管、电阻以及电容组成。

如图3所示，电机转速驱动电路3，用于根据控制器1发出的控制脉冲的占空比控制风扇电机的转速，电机转速驱动电路3从控制器1的一个管脚引出，通过电阻R6连接到三极管Q9的基极，从三极管Q9的集电极处引出三条并联支路，第一条支路又有两条并联支路，其一连接到电源J1的负极，其二串联电容C3后接地；第二条支路引出一串联电阻R3，该串联电阻R3连接着由两个相同的电阻R1和R2组成的并联电路，然后又通过二极管D1连接到电源J1的正极；第三条支路通过串联电阻R4连接到控制器1的另一个管脚。

如图4和图5所示，所述电机转速控制装置中，控制器1能够产生控制脉冲信号，当所输出的脉冲控制信号的电压达到所述电机的启动电压后，电机驱动电路2驱动所述电机启动，否则所述电机停止，且所输出的脉冲控制信号的占空比可以是不断变化的，随着所述脉冲控制信号占空比的变化，所述脉冲控制信号电压也不断变化，电机转速控制电路3根据所述脉冲控制信号电压能够调节所述电机的转速，当所述脉冲控制信号占空比达到100％时，所述电机的转速最快。因此，通过本实用新型电机转速控制装置，能够对所述电机的转速进行调节。

下面以汽车用冷却风扇电机为例，详细介绍所述电机转速控制装置。

本实用新型电机转速控制装置可用于汽车用冷却风扇电机中，以对汽车用冷却风扇电机的转速进行调节。当将所述电机转速控制装置应用于汽车用冷却风扇电机中时，首先应将控制器1与汽车电脑主板相连，以接收汽车电脑主板传递的信号，根据该信号并利用烧制在控制器1中的软件程序共同产生控制脉冲信号，该脉冲控制信号与上述实施例中的脉冲控制信号相同。

结合图6所示，为保证汽车用风扇电机在正常电压下工作，本实用新型电机转速控制装置还包括过压、欠压保护电路4，用于对汽车用冷却风扇电机的过压和欠压保护，本实施例中，所述汽车用冷却风扇电机的额定电压为12V，当其工作电压高于16V时，要启动过压保护，当其工作电压低于8V时，要启用欠压保护，过压、欠压保护电路4从控制器1的一个管脚引出，串联电阻R10后分成两个并联支路，第一条支路串联电容C17后又分成两条并联支路，其一直接接入控制器1的另一个管脚，其二串联电容C22后接地，第二条支路串联电阻R13后接入三级管Q2的基极，从三级管Q2的发射极引出的电路串联电阻R14后接地，从三级管Q2的集电极引出的电路串联电阻R12后接入电源J2的正极。

结合图7所示，为保证所述电机在正常的温度环境下工作，本实用新型汽车用冷却风扇电机控制装置还包括过温保护电路5，用于感应环境温度，当环境温度过高时，过温保护电路5动作，使得所述电机停止转动。

具体实现为，过温保护电路5从控制器1的一个管脚引出后分为两个支路，其一串联电阻R11后连接到+5V电源上，其二通过热敏电阻RT1接地，所述热敏电阻随着环境温度的升高其电阻值不断增大，从而起到分压作用，当所述热敏电阻分压到一定程度时，所述电机停止转动，从而保证所述电机在正常的温度环境下工作。

由图2可知，为了能够更加准确地控制所述电机的转速，本实用新型汽车用冷却风扇电机控制装置还包括脉冲取样电路6，脉冲取样电路6与控制器1相连并接入到电机驱动电路2中，用于对电机驱动电路中的信号脉冲进行取样，并将取样信息反馈给控制器1，以调节脉冲宽度，脉冲取样电路6从控制器1的一个管脚引出后分成三条并联支路，第一条支路串联电容C42后接地，第二条支路串联电阻R38后接地，第三条支路串联电阻R37和R36后接入电机驱动电路2中，最后又从电机驱动电路2中通过电阻R31和R32接入控制器1的另一个管脚。

结合图8所示，为排除其他介质对所述电机输入电源的干扰，本实用新型汽车用冷却风扇电机控制装置还包括电源输入处理电路7，电源输入处理电路7设在电源2与过压、欠压保护电路4之间，具体为过压、欠压保护电路4首先接入电源输入处理电路7中，然后才接入电源J2的正极，从电源J2引出的电路分为三条并联支路，第一条支路串联电容C5和C6后接地，第二条支路串联一极性电容后也也接地，第三条支路连接四个相互并联的极性电容C13、C14、C15、C16后又分成两条并联之路，其一连接，其二连接电感L1，最后二极管D3和电感L1均接入三极管Q1，然后接地。

为使汽车用风扇电机能够根据汽车散热器中冷却水的温度来控制所述电机的启动并调节转速，本实用新型汽车用冷却风扇电机控制装置还包括温度传感器(未图示)，该温度传感器设置在汽车散热器上并与汽车电脑主板相连，用于检测汽车散热器中冷却水的温度，并将检测到的温度信号传递给汽车电脑主板，在由汽车电脑主板将该信号传递给控制器1。

具体所述电机什么时候启动，要看控制器1中的控制温度的设定值，比如：温度设定值为95℃，且所述温度传感器传递的温度信号值也达到95℃，控制器1通过比较并发出控制脉冲，此控制脉冲具有最小的占空比，即此控制脉冲的电压达到了驱动所述电机启动的最低电压，电机驱动电路2就驱动所述电机低压启动，此后随着所述温度传感器传递的温度信号值不断上升，所述控制脉冲的占空比也不断增大，即此控制脉冲的电压不断增大，则电机转速控制电路使得所述电机的转速不断增大，从而达到根据汽车散热器中冷却水的温度来控制所述电机的启动并调节转速的目的。

其中，控制器1选用型号为PIC16F716的集成芯片，其内部包含一个10位A/D转换器，和一个增强型捕捉比较PWM调制的8位内存单片机。其外围包括由Y1、C20和C21组成的20MHZ的时钟信号电路，此电路为控制器1提供时钟信号；结合图9所示，其外围还包括由U1(型号为4949ED)，电阻R7，电容C9、C10、C18、C19组成的+5V稳压电路，为控制器1提供稳定可靠的+5V电压。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1、一种电机转速控制装置，其特征在于，所述装置包括：

控制器，用于产生脉冲控制信号；

电机驱动电路，与所述控制器相连接，用于根据所述控制器发出的脉冲控制信号控制所述电机的启动与停止；

电机转速控制电路，与所述控制器相连接，用于根据所述控制器发出的脉冲控制信号的占空比控制所述电机的转速。

2、根据权利要求1所述的电机转速控制装置，其特征在于，所述装置还包括过压、欠压保护电路，所述过压、欠压保护电路一端与所述控制器相连，另一端与所述电机的电源相连，用于根据所述电源电压的高低，对所述电机进行过压和欠压保护。

3、根据权利要求2所述的电机转速控制装置，其特征在于，所述装置还包括过温保护电路，所述过温保护电路一端与所述控制器相连，另一端接地，用于根据环境温度控制所述电机。

4、根据权利要求3所述的电机转速控制装置，其特征在于，所述过温保护电路包括热敏电阻。

5、根据权利要求4所述的电机转速控制装置，其特征在于，所述装置还包括输出脉冲取样电路，所述脉冲取样电路一端与所述控制器相连，另一端与所述电机驱动电路的输出端相连，用于对电机驱动电路中的控制脉冲信号进行取样，并将取样信息反馈给所述控制器，以调节脉冲宽度。

6、根据权利要求5所述的电机转速控制装置，其特征在于，所述装置还包括电源输入处理电路，所述电源输入处理电路设在所述电机的电源与所述过压、欠压保护电路之间，用于排除输入电源的干扰因素。

7、根据权利要求1至6中任一项所述的电机转速控制装置，其特征在于，所述装置用于汽车用冷却风扇电机中，且所述控制器与汽车电脑主板相连，用于接收汽车电脑主板传递的信号，并根据所述信号产生脉冲控制信号。

8、根据权利要求7所述的电机转速控制装置，其特征在于，所述装置还包括温度传感器，所述温度传感器设置在汽车散热器上并与汽车电脑主板相连，用于检测汽车散热器中冷却水的温度，并将次温度信号传递给汽车电脑主板。

9、根据权利要求8所述的电机转速控制装置，其特征在于，所述控制器为PIC16F716型集成芯片，所述集成芯片内部包含一个10位A/D转换器，和一个增强型捕捉比较PWM调制的8位内存单片机。

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