CN201368723Y

CN201368723Y - 有刷直流电机转数检测电路、电机限位装置及电机

Info

Publication number: CN201368723Y
Application number: CNU2008202124583U
Authority: CN
Inventors: 王金友
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2009-12-23
Anticipated expiration: 2018-10-15

Abstract

本实用新型公开了一种有刷直流电机转数检测电路、电机限位装置及电机；所述的有刷直流电机转数检测电路包括：串联在电机的输入电源线中的电流变化检测装置，及与此电流变化检测装置信号连接、并对其电流变化周期数进行计数的计数器。这样的设计结构简单，成本低；加上整个有刷直流电机转数检测电路与电机的输入电源线相连，是独立于电机存在的，因此有刷直流电机转数检测电路若出现故障时，可以方便的检修更换，而不会干扰电机的正常使用，非常方便。

Description

有刷直流电机转数检测电路、电机限位装置及电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种可检测电机转轴转圈数的有刷直流电机转数检测电路、电机限位装置及有刷直流电机。

背景技术

现有的直流电机都包括电机主体、减速器和电机控制装置；通常，电机主体中都设有定子和转子，转子转动输出为电机的转轴。直流电机为了驱动转子转动，需要根据线圈在恒磁场中的位置变化而不断切换电流的方向，因此，有刷直流电机内都设有换向器，换向器将外加的直流电源换向，给线圈供电。

而直流电机在使用过程中，通常都会需要对电机的转轴进行转动的圈数进行计数，以实现诸如对电机的转动极限位置的进行限位设置等操作。直流电机通常都设有限位控制模块，它可以对电机转动的极限位置进行设定，并在电机转动到达设定的极限位置时停止转动。限位控制模块通常都是根据计数电机转动的圈数来确定的，通过比较电机转动的圈数是否到达预先设定的到达极限位置处时转动圈数来对电机的转动进行控制的。

现有的直流电机通常都是通过在电机转轴上加设霍尔元件的方法，来检测转轴的转圈数，通过霍尔元件之间的相对运动的感应，来实现对电机转轴转动圈数的计数。

而为了使霍尔元件正常运作，得到电机转轴转动圈数，就需要从霍尔元件引出四根线，分析霍尔元件的感应信号，不仅霍尔元件的设置增加了电机内部的元件，电机内的布线也更加复杂了。因此，这种在电机转轴上加设霍尔元件的方法不仅结构复杂，成本高，易老化，而且维修时也是非常麻烦的：一旦霍尔元件老化或出现故障，就需要对电机主体本身进行拆卸，电机主体即不可使用，不仅维修麻烦，而且还会干扰电机主体本身的寿命。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便的有刷直流电机转数检测电路、电机限位装置及有刷直流电机。

一种有刷直流电机转数检测电路，其中，所述的有刷直流电机转数检测电路包括：串联在电机的输入电源线中的电流变化检测装置，及与此电流变化检测装置信号连接、并对其电流变化周期数进行计数的计数器。

所述的电流变化检测装置为串联在有刷直流电机的输入电源线中的电阻，所述计数器对电阻两端的电压变化周期数进行计数。我们通过在输入电源线中串一个电阻，计数器检测此电阻两端的电压变化情况来得到输入电源线中的电流变化情况并计数，结构非常简单。

所述的电流变化检测装置还包括并联在电阻两端的放大整形电路，所述的放大整形电路获得电阻两端的电压信号，并进行放大整形后，将放大整形后得到的电压变化脉冲信号发送到计数器进行计数。由于电机中的电流周期变化可能比较微弱，因此将电阻两端的电压值放大后，再加以整形，可以更精确的对电流变化周期数进行计数。

所述的计数器对一分钟或一秒钟电流变化的次数除以电机在转动一圈时其换向器换向的次数的商进行计算，得到电机的转速。

一种有刷直流电机的电机限位装置，包括有刷直流电机转数检测电路和电机限位控制装置，其中，所述的有刷直流电机转数检测电路包括：串联在电机的输入电源线中的电流变化检测装置，及与此电流变化检测装置信号连接、并对其电流变化周期数进行计数的计数器；所述的电机限位控制装置根据计数器的计数对电机进行限位控制。

一种有刷直流电机，包括有刷直流电机转数检测电路，其中，所述的有刷直流电机转数检测电路包括：串联在电机的输入电源线中的电流变化检测装置，及与此电流变化检测装置信号连接、并对其电流变化周期数进行计数的计数器。

本实用新型所述的有刷直流电机转数检测电路通过在电机的输入电源线中串联一个电流变化检测装置，检测输入电源线中电流的变化，当满足一个变化周期时，即说明换向器进行了一次换向。由于电机在转动一圈时其换向器换向的次数是固定和可知的，因此，根据计数器得到的电流变化的周期数，即可得知电机转动的圈数。这样的设计结构简单，成本低；加上整个有刷直流电机转数检测电路与电机的输入电源线相连，是独立于电机存在的，因此有刷直流电机转数检测电路若出现故障时，可以方便的检修更换，而不会干扰电机的正常使用，非常方便。

附图说明

图1是本实用新型实施例中带有有刷直流电机转数检测电路的有刷直流电机的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中放大整形电路接收到的电压波形图；

图3是本实用新型实施例中放大整形电路放大整形后的电压波形图；

图4是本实用新型实施例中进行二次整形后的电压波形图。

其中：1、电流变化检测装置；11、放大整形电路；2、计数器。

具体实施方式

下面结合附图更具体的说明本实用新型。

本实用新型所述的有刷直流电机转数检测电路如图1所示，所述的直流电机转速检测电路包括：

串联在有刷直流电机的输入电源线中的电阻R，并联在电阻R两端的放大整形电路11和与放大整形电路11信号连接的计数器2；所述的放大整形电路11对获得的电阻R两端的电压信号进行放大整形，并将放大整形后得到的电压变化脉冲信号发送到计数器2，计数器2对电阻R两端的电压变化周期数进行计数。

电阻R两端的电压变化的波形如图2所示，换向器换向一次电压即变化一个周期。由于电机中的电流周期变化可能比较微弱(如图2中，电压的峰值仅为40mv)，因此通过放大整形电路将电阻R两端的电压值放大后，再加以整形(如图3中即示出了经过放大整形后的电压波形，将电压的峰值放大到了4v)，则可以更精确的对电流变化周期数进行计数。如果此时的波形的变化频率仍然太高，计数器仍不好计数，则可对此电压波形再进行二次整形，如图4中，将原4个电压周期整形成一个新的电压周期，由于新的电压周期与原电压周期的个数是呈线性对应的，因此，可以通过计数器对新生成的电压波形进行新的电压周期数的计数，可以达到和直接对换向器的换向次数进行计数相同的效果。

对于有刷直流电机的电机转轴来说，由于其需要根据线圈在恒磁场中的位置变化而不断切换电流的方向，所以有刷直流电机的电机转轴内都设有换向器，换向器将外加的直流电源换向，给线圈供电；换向器每换向一次，输入电源线中的电流都会变化一次。因此，我们可以通过检测输入电源线中电流的变化情况来判断换向器的换向次数；而又由于电机在转动一圈时其换向器换向的次数是固定和可知的，如，有的电机转轴转动一周需要换向三次；有的电机转轴转动一周需要换向四次，电机越大，其所需要的换向次数就越多，每个电机转轴转动一周所换向的次数可从电机的参数中得知。因此，电阻R两端的电压变化周期数，也就是输入电源线中的电流变化周期数，与换向器的换向次数是相同的。

若想得知电机转轴的转速，则可以将一分钟或一秒钟电流变化的次数除以电机在转动一圈时其换向器换向的次数，其商即为电机的转速。电机可以根据此转速信息进行后续处理，如进行电机的限位的设置和控制等。由于在得到了电机转轴转速或电机的转轴的转动圈数后，电机的限位设置和限位操作方面的内容，本领域的技术人员都是公知的，故在此不再赘述。

不过，由于换向器的换向次数与电机的转速是呈线性对应的，因此，当电机需要进行限位设置时，并不一定需要再转换为电机转轴转速，或电机转轴的转动圈数；可以根据计数器2得到的电压变化周期数来直接进行限位设置或控制。在进行限位设置的时候，可以将电机到达想要设置成限位位置处时计数器2中计数的电压变化周期数记录下来，成为到达限位位置处的标示；在后续的电机运转的过程中，比较计数器2中的数值，一旦到达之前记录的数值，即说明电机到达了限位位置。电机限位装置内设置了此有刷直流电机转数检测电路后，就可以方便的根据获得电机转轴转动的转数对电机进行限位的设置和控制。

这样的设计结构简单，成本低；加上整个有刷直流电机转数检测电路与电机的输入电源线相连，是独立于电机存在的，因此有刷直流电机转数检测电路若出现故障时，可以方便的检修更换，而不会干扰电机的正常使用，非常方便。

限位控制模块通常都是集成在用于控制电机运转的电机控制装置中的，我们可以将电机控制装置设置在电机外部，通过电源线控制电机的运转；我们甚至可以将有刷直流电机转数检测电路中的计数器2甚至是放大整形电路11都集成到电机的控制电路板中去，独立在电机外，这样，即使它们中的任何一个出了故障需要维修或更换时，都不需要对电机内部进行操作。由于电机往往都会设置在比较隐蔽的位置，如窗帘中的电机可以设置在窗帘的卷轴内部；双层玻璃中设置的窗帘的电机更是会设置在两层玻璃中间，拆卸更为麻烦。因此，本实用新型中所述的有刷直流电机转数检测电路尤其适合用于此类场合的电机。

本实用新型中，串联在有刷直流电机的输入电源线中的电阻R、和并联在电阻R两端的放大整形电路11构成了有刷直流电机转数检测电路的电流变化检测装置1，通过在输入电源线中串一个电阻R，检测此电阻R两端的电压变化情况的方式，来得到输入电源线中的电流变化情况的，当然，也可以采用其他的检测输入电源线中的电流变化周期数。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种有刷直流电机转数检测电路，其特征在于，所述的有刷直流电机转数检测电路包括：串联在电机的输入电源线中的电流变化检测装置，及与此电流变化检测装置信号连接、并对其电流变化周期数进行计数的计数器。

2、如权利要求1所述的有刷直流电机转数检测电路，其特征在于，所述的电流变化检测装置为串联在有刷直流电机的输入电源线中的电阻，所述计数器对电阻两端的电压变化周期数进行计数。

3、如权利要求2所述的有刷直流电机转数检测电路，其特征在于，所述的电流变化检测装置还包括并联在电阻两端的放大整形电路，所述的放大整形电路获得电阻两端的电压信号，并进行放大整形后，将放大整形后得到的电压变化脉冲信号发送到计数器进行计数。

4、一种有刷直流电机的电机限位装置，包括有刷直流电机转数检测电路和电机限位控制装置，其特征在于，所述的有刷直流电机转数检测电路包括：串联在电机的输入电源线中的电流变化检测装置，及与此电流变化检测装置信号连接、并对其电流变化周期数进行计数的计数器；所述的电机限位控制装置根据计数器的计数对电机进行限位控制。

5、如权利要求4所述的有刷直流电机的电机限位装置，其特征在于，所述的电流变化检测装置为串联在有刷直流电机的输入电源线中的电阻，所述计数器对电阻两端的电压变化周期数进行计数。

6、如权利要求5所述的有刷直流电机的电机限位装置，其特征在于，所述的电流变化检测装置还包括并联在电阻两端的放大整形电路，所述的放大整形电路获得电阻两端的电压信号，并进行放大整形后，将放大整形后得到的电压变化脉冲信号发送到计数器进行计数。

7、一种有刷直流电机，包括有刷直流电机转数检测电路，其特征在于，所述的有刷直流电机转数检测电路包括：串联在电机的输入电源线中的电流变化检测装置，及与此电流变化检测装置信号连接、并对其电流变化周期数进行计数的计数器。

8、如权利要求7所述的有刷直流电机，其特征在于，所述的电流变化检测装置为串联在有刷直流电机的输入电源线中的电阻，所述计数器对电阻两端的电压变化周期数进行计数。

9、如权利要求8所述的有刷直流电机，其特征在于，所述的电流变化检测装置还包括并联在电阻两端的放大整形电路，所述的放大整形电路获得电阻两端的电压信号，并进行放大整形后，将放大整形后得到的电压变化脉冲信号发送到计数器进行计数。