CN202975662U - 一种碳刷电机系统行程检测及控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种碳刷电机系统行程检测及控制系统，属于电机控制设备技术领域，它包括电机控制电路，其输入端与单片机系统连接，输出端与电机系统连接，电机控制电路与直流电源连接，直流电源输出端与单片机系统之间配合设置纹波检测电路。本实用新型通过设置在直流电源与单片机系统之间的纹波检测电路，采集在电机运行过程中由于碳刷电极的换向导致电压上出现的特征纹波，并经过滤除低频和高频噪声、纹波放大及纹波信号比较等，由单片机系统对脉冲信号计数，与存储在内部的电机满行程脉冲总数比较，精确定位电机的行程位置，并在计数到某个设定值时断开电机，从而精确控制电机行程，其成本低、结构简单、功能可靠，可作为一个模块安装在电机系统控制盒上。
Description
技术领域
本实用新型属于碳刷电机系统控制设备技术领域，具体涉及一种用于家居行业如电动床、电动沙发、电动窗帘等相关领域的碳刷电机系统行程检测及控制系统。
背景技术
在某些应用场景，需要电机行程运行到指定位置。要实现上述功能，必须能够检测电机的行程位置，通常采用在电机内部嵌入霍尔传感器或者增加额外的行程开关来实现，上述两种方法都需要改变电机结构，增加电机的工艺复杂度，造成了电机的成本增加和可靠性降低，而且后者只能确定有限的行程位置。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种碳刷电机系统行程检测及控制系统，能够不改动原有电机结构的前提下，只需要在原有的控制电路基础上增加纹波检测电路，就可对电机系统进行精确可靠的行程检测和控制。
所述的一种碳刷电机系统行程检测及控制系统，包括电机控制电路，所述的电机控制电路输入端与单片机系统的输出端连接，电机控制电路输出端与电机系统连接，电机控制电路与直流电源连接，其特征在于所述的直流电源输出端与单片机系统之间配合设置纹波检测电路。
所述的一种碳刷电机系统行程检测及控制系统，其特征在于所述的纹波检测电路包括模拟滤波器，模拟滤波器输出端连接纹波放大电路的输入端，纹波放大电路的输出端连接比较器电路的输入端，比较器电路的输出端与单片机系统的输入端连接，电机系统中的行程开关和单片机系统连接，该行程开关用以告知单片机系统复位计数器、消除误差积累的电路。
本实用新型通过在直流电源的输入端与单片机系统之间设置由模拟滤波器、纹波放大电路及比较器电路组成的纹波检测电路，采集在电机运行过程中由于碳刷电极的换向导致电压上出现的特征纹波，通过模拟滤波器滤除纹波信号频带以外的低频和高频噪声，再放大器电路对滤波后的纹波进行放大，并送入后级比较器电路，比较器电路对放大后的纹波信号与其基准电压进行比较，输出数字脉冲信号，由单片机系统对脉冲信号计数，与存储在内部的电机满行程脉冲总数比较，精确定位电机的行程位置，并在计数到某个设定值时断开电机，从而可以精确控制电机行程，它在不改动原有电机结构的前提下，只需要在原有的电机系统控制电路基础上增加纹波检测电路，就可对电机系统进行精确可靠的行程检测和控制，其结构简单、功能可靠，可作为一个模块安装在电机系统控制盒上。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1-电机控制电路，2-电机系统，3-直流电源，4-纹波检测电路，401-模拟滤波器，402-纹波放大电路，403-比较器电路，5-单片机系统。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型作进一步的描述：
如图1所示，一种碳刷电机系统行程检测及控制系统，包括电机控制电路1，所述的电机控制电路1输入端与单片机系统5的输出端连接，电机控制电路1输出端与电机系统2连接，电机控制电路1上设置用以驱动电机2的继电器，用于控制电机2工作，电机控制电路1与直流电源3连接，由直流电源3给整个系统提供电源，直流电源3输出端与单片机系统5之间配合设置纹波检测电路4，所述的纹波检测电路4包括模拟滤波器401，模拟滤波器401输入端与直流电源3输出端连接，模拟滤波器401输出端连接纹波放大电路402的输入端，纹波放大电路402的输出端连接比较器电路403的输入端，比较器电路403的输出端与单片机系统5的输入端连接。
本实用新型的模拟滤波器401为带通滤波器，可以是有源模拟滤波器，也可以是无源模拟滤波器；该纹波放大电路403包括一级或两级运放电路；比较器电路403包括一个将模拟信号转为数字脉冲的模拟比较器；单片机系统5里包括一片单片机和晶振元件。
如图所示，本实用新型的电机系统行程检测及控制系统具体工作过程如下：先由单片机系统5里的单片机输出电机控制信号给电机控制电路1，电机控制电路1经过处理后打开该电路上设置的继电器工作，便电机系统2开始转动；电机系统2运行期间，由于电机内换相器的存在，在换相的过程当中，电源会有短暂的断开，造成电压上有特征纹波出现，这种特征纹波反映了电机转动位置的信息，纹波检测电路4通过隔离直流电容对该电压纹波进行采样，并由模拟滤波器401滤除纹波信号频带以外的低频和高频噪声，再纹波放大电路402对滤波后的纹波进行放大，并送入后面的比较器电路403，由比较器电路403对放大后的纹波信号与其基准电压进行比较，输出数字脉冲信号；单片机系统5对脉冲信号计数，与存储在内部的电机满行程脉冲总数比较，因此精确定位电机的行程位置，同时也可以在计数到某个设定值时断开电机系统2，从而可以精确控制电机行程。
在电机系统2运行到头尾两个行程最边缘位置，需要有行程开关，输入到单片机系统5，这样单片机系统5可以在这两个位置当中的任何一个位置对脉冲数量进行清零，消除由脉冲数量误差累积而导致行程定位误差逐渐增大，提从而提高定位精度。
该电机系统行程检测及控制系统还需要提供稳定的直流电压，由额外的电源适配器产生所需的电源电压。
本实用新型的电机系统行程检测及控制系统在不改动原有电机结构的前提下，只需要在原有的电机系统控制电路基础上增加纹波检测电路，就可对电机系统进行精确可靠的行程检测和控制，其结构简单、功能可靠，可作为一个模块安装在电机系统控制盒上。
Claims (2)
1.一种碳刷电机系统行程检测及控制系统，包括电机控制电路（1），所述的电机控制电路（1）输入端与单片机系统（5）的输出端连接，电机控制电路（1）输出端与电机系统（2）连接，电机控制电路（1）与直流电源（3）连接，其特征在于所述的直流电源（3）输出端与单片机系统（5）之间配合设置纹波检测电路（4）。
2.根据权利要求1所述的一种碳刷电机系统行程检测及控制系统，其特征在于所述的纹波检测电路（4）包括模拟滤波器（401），模拟滤波器（401）输出端连接纹波放大电路（402）的输入端，纹波放大电路（402）的输出端连接比较器电路（403）的输入端，比较器电路（403）的输出端与单片机系统（5）的输入端连接，电机系统（2）中的行程开关和单片机系统（5）连接。
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