CN212321728U - 测量无刷直流电机相电阻的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量无刷直流电机相电阻的装置，包括无刷直流电机、电流表以及依次设置的电压放大器、数模转换模块和微控制器，所述无刷直流电机的A相和B相分别连接于恒流电源的两端且所述B相接地，所述电流表的正极和负极分别与所述无刷直流电机的A相和B相连接，所述无刷直流电机的A相与所述电压放大器的输入端连接，所述电压放大器的输出端与所述数模转换模块的输入端连接，所述数模转换模块的输出端与所述微控制器的输入端连接。通过数模转换模块将电压放大器输出的电压模拟信号转化为电压数字信号，通过微控制器处理得到无刷直流电机A相和B相之间的电压值，整个装置结构简单、设计合理，测量精度高。

Description

测量无刷直流电机相电阻的装置

技术领域

本实用新型涉及无刷直流电机技术领域，更具体地说是指一种测量无刷直流电机相电阻的装置。

背景技术

无刷直流电机实际上是一种以电子换向器代替机械换向器的电机，对于电机本身来说通过电机的电流是交流形式的，所以实际上无刷直流电机是一个多相交流电机，是一种利用电力电子设备完成电子换向的多相交流电机。

以三相电机为例，对于电机的每一相来说均有其自己的内阻，对于电机来说，正是由于其内阻的存在，才导致了在电机出轴上产生不同转矩的时候电机的转速会有不同程度的下降。在忽略漏磁等因素的理想状况下，转速随转矩增大而下降的量与电阻值成正比，即电阻越大，电机出轴上施加相同大小转矩时，转速下降越多，电机的特性越软，反之电机的特性越硬。此外，由于电机内阻的存在会导致发热。因此，对于无刷直流电机而言，相电阻是其电机特性中的非常关键的一个参数，所以测量其大小就显得十分必要。

在很多大型的无刷直流电机中，测量电阻可以直接用万用表进行测量，而在许多小型无刷直流电机上直接用万用表测量会因为精度不够而引起较大误差。例如在旋翼无人机上使用的小型无刷直流电机，其相电阻较小，直接用仪表测量不仅不准确还会引入较大误差。因此，需要用更为精确的测量方法来测量其电阻值的大小。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测量无刷直流电机相电阻的装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种测量无刷直流电机相电阻的装置，包括无刷直流电机、电流表以及依次设置的电压放大器、数模转换模块和微控制器，所述无刷直流电机的A相和B相分别连接于恒流电源的两端且所述B相接地，所述电流表的正极和负极分别与所述无刷直流电机的A相和B相连接，所述无刷直流电机的A相与所述电压放大器的输入端连接，所述电压放大器的输出端与所述数模转换模块的输入端连接，所述数模转换模块的输出端与所述微控制器的输入端连接。

其进一步技术方案为：所述电压放大器的型号为AD620。

其进一步技术方案为：所述数模转换模块的型号为LTC2250CUH。

其进一步技术方案为：所述数模转换模块的型号为LTC2250IUH。

其进一步技术方案为：所述数模转换模块的型号为LTC2251CUH。

其进一步技术方案为：所述数模转换模块的型号为LTC2251IUH。

其进一步技术方案为：所述微控制器的型号为STM32F0、STM32F1或STM32F3。

其进一步技术方案为：所述微控制器的型号为STM32L0、STM32L1或STM32L4。

其进一步技术方案为：所述微控制器的型号为STM32F2或STM32F4。

其进一步技术方案为：所述微控制器的型号为STM32F7或STM32H7。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型一种测量无刷直流电机相电阻的装置，测量无刷直流电机相电阻的装置通过电流表获取无刷直流电机A相和B相之间的电流值，通过电压放大器对无刷直流电机A相输出的电压进行放大，并通过数模转换模块将电压放大器输出的电压模拟信号转化为电压数字信号，微控制器对数模转换模块输出的电压数字信号处理得到无刷直流电机A相和B相之间的电压值，获取无刷直流电机A相和B相之间的电压值和电流值后，根据欧姆定律，即可得出无刷直流电机A相和B相两相的电阻值之和，再对A相和B相两相的电阻值之和取平均值即可得到A相或B相的单相电阻值。整个装置结构简单、设计合理，测量精度高。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述说明和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

图1为无刷直流电机简化的数学模型示意图；

图2为测量无刷直流电机相电阻的装置的结构示意图；

图3为测量无刷直流电机相电阻的方法的流程框图；

图4为通过微控制器获取无刷直流电机A相和B相之间的电压值的流程框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

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，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1所示为无刷直流电机简化的数学模型，三相为对称设计，每相的电阻是相等的，这样就可以求取任意两相电阻之和后再除以二就可以得到每一相电阻的大小。

如图2所示，一种测量无刷直流电机相电阻的装置，包括无刷直流电机1、电流表5以及依次设置的电压放大器2、数模转换模块3和微控制器4，无刷直流电机1的A相和B相分别连接于恒流电源(图中未标注)的两端且B相接地，电流表5的正极和负极分别与无刷直流电机1的A相和B相连接，无刷直流电机1的A相与电压放大器2的输入端连接，电压放大器2的输出端与数模转换模块3的输入端连接，数模转换模块3的输出端与微控制器4的输入端连接。电流表5用于获取无刷直流电机1A相和B相之间的电流值，通过电压放大器2对无刷直流电机1A相输出的电压进行放大，并通过数模转换模块3将电压放大器2输出的电压模拟信号转化为电压数字信号，微控制器4对数模转换模块3输出的电压数字信号处理得到无刷直流电机1A相和B相之间的电压值。获取无刷直流电机1A相和B相之间的电压值和电流值后，根据欧姆定律，即可得出无刷直流电机1A相和B相两相的电阻值之和，再对A相和B相两相的电阻值之和取平均值即可得到A相或B相的单相电阻值。整个装置结构简单、设计合理，测量精度高。

具体地，电压放大器2的型号为AD620。

具体地，数模转换模块3的型号为LTC2250CUH。

在另一具体实施例中，数模转换模块3的型号为LTC2250IUH。

在另一具体实施例中，数模转换模块3的型号为LTC2251CUH。

在另一具体实施例中，数模转换模块3的型号为LTC2251IUH。

具体地，微控制器4的型号为STM32F0、STM32F1或STM32F3。

在另一具体实施例中，微控制器4的型号为STM32L0、STM32L1或STM32L4。

在另一具体实施例中，微控制器4的型号为STM32F2或STM32F4。

在另一具体实施例中，微控制器4的型号为STM32F7或STM32H7。

如图3至图4所示，一种测量无刷直流电机相电阻的方法，基于如图2所示的测量无刷直流电机相电阻的装置，包括以下步骤：

S10、通过微控制器处理得到无刷直流电机A相和B相之间的电压值并通过电流表获取无刷直流电机A相和B相之间的电流值；

S20、根据无刷直流电机A相和B相之间的电压值和电流值计算得到无刷直流电机A相和B相两相的电阻值之和；

S30、将无刷直流电机A相和B相两相的电阻值之和取平均值得到无刷直流电机A相或B相的单相电阻值。

具体地，通过微控制器获取无刷直流电机A相和B相之间的电压值的步骤，包括：

S11、通过电压放大器将无刷直流电机A相输出的电压进行放大并输出电压模拟信号至数模转换模块；

S12、通过数模转换模块将电压模拟信号转换为电压数字信号并传输至微控制器；

S13、通过微控制器将电压数字信号处理得到无刷直流电机A相和B相之间的电压值。

本测量无刷直流电机相电阻的方法通过电压放大器将无刷直流电机A相输出的电压进行放大并通过数模转换模块将电压模拟信号转换为电压数字信号并传输至微控制器，微控制器将电压数字信号处理得到无刷直流电机A相和B相之间的电压值。通过电流表获取无刷直流电机A相和B相之间的电流值，有了电压值和电流值，根据欧姆定律即可得出无刷直流电机A相和B相两相的电阻值之和，再对A相和B相两相的电阻值取平均值即可得到A相或B相的单相电阻值，整个方法操作简单，可以减少误差，精度高，测量准确。

与现有技术相比，本实用新型一种测量无刷直流电机相电阻的装置，测量无刷直流电机相电阻的装置通过电流表获取无刷直流电机A相和B相之间的电流值，通过电压放大器对无刷直流电机A相输出的电压进行放大，并通过数模转换模块将电压放大器输出的电压模拟信号转化为电压数字信号，微控制器对数模转换模块输出的电压数字信号处理得到无刷直流电机A相和B相之间的电压值，获取无刷直流电机A相和B相之间的电压值和电流值后，根据欧姆定律，即可得出无刷直流电机A相和B相两相的电阻值之和，再对A相和B相两相的电阻值之和取平均值即可得到A相或B相的单相电阻值。整个装置结构简单、设计合理，测量精度高。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种测量无刷直流电机相电阻的装置，其特征在于，包括无刷直流电机、电流表以及依次设置的电压放大器、数模转换模块和微控制器，所述无刷直流电机的A相和B相分别连接于恒流电源的两端且所述B相接地，所述电流表的正极和负极分别与所述无刷直流电机的A相和B相连接，所述无刷直流电机的A相与所述电压放大器的输入端连接，所述电压放大器的输出端与所述数模转换模块的输入端连接，所述数模转换模块的输出端与所述微控制器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的测量无刷直流电机相电阻的装置，其特征在于，所述电压放大器的型号为AD620。

3.根据权利要求1所述的测量无刷直流电机相电阻的装置，其特征在于，所述数模转换模块的型号为LTC2250CUH。

4.根据权利要求1所述的测量无刷直流电机相电阻的装置，其特征在于，所述数模转换模块的型号为LTC2250IUH。

5.根据权利要求1所述的测量无刷直流电机相电阻的装置，其特征在于，所述数模转换模块的型号为LTC2251CUH。

6.根据权利要求1所述的测量无刷直流电机相电阻的装置，其特征在于，所述数模转换模块的型号为LTC2251IUH。

7.根据权利要求1所述的测量无刷直流电机相电阻的装置，其特征在于，所述微控制器的型号为STM32F0、STM32F1或STM32F3。

8.根据权利要求1所述的测量无刷直流电机相电阻的装置，其特征在于，所述微控制器的型号为STM32L0、STM32L1或STM32L4。

9.根据权利要求1所述的测量无刷直流电机相电阻的装置，其特征在于，所述微控制器的型号为STM32F2或STM32F4。

10.根据权利要求1所述的测量无刷直流电机相电阻的装置，其特征在于，所述微控制器的型号为STM32F7或STM32H7。

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